Skl 6 - Faktor-Faktor Yang Menghipnotis Kesetimbangan

Kesetimbangan Kimia

Bab ini membahas prinsip dasar kesetimbangan kimia. Kita akan mempelajari reaksi timbal balik dan apa yang terjadi di sebuah sistem tertutup. Ini akan membawa kita kepada konsep kesetimbangan dinamis dan akan mengajak kita berpikir mengenai arti istilah ‘pergeseran kesetimbangan’.

Reaksi timbal balik
Reaksi timbal balik yaitu reaksi yang, tergantung keadaan, sanggup mengalir ke dua arah.

Apabila Anda meniupkan uap panas ke sebuah besi yang panas, uap panas ini akan bereaksi dengan besi dan membentuk sebuah besi oksida magnetik berwarna hitam yang disebut ferri ferro oksida atau magnetit, Fe₃O₄.



Hidrogen yang terbentuk oleh reaksi ini tersapu oleh fatwa uap.


Dalam keadaan lain, hasil-hasil reaksi ini akan saling bereaksi. Hidrogen yang melewati ferri ferro oksida panas akan mengubahnya menjadi besi, dan uap panas juga akan terbentuk.



Uap panas yang kali ini terbentuk tersapu oleh fatwa hidrogen.



Reaksi ini sanggup berbalik, tapi dalam keadaan biasa, reaksi ini menjadi reaksi satu arah. Produk dari reaksi satu arah ini berada dalam keadaan terpisah dan tidak sanggup bereaksi satu sama lain sehingga reaksi sebaliknya tidak sanggup terjadi.

Reaksi timbal balik yang terjadi pada sistem tertutup

Sistem tertutup yaitu situasi di mana tidak ada zat yang ditambahkan atau diambil dari sistem tersebut. Tetapi energi sanggup ditransfer ke luar maupun ke dalam.

Pada pola yang gres kita bahas tadi, Anda harus membayangkan sebuah besi yang dipanaskan oleh uap dalam sebuah kotak tertutup. Panas ditambahkan ke dalam sistem ini, namun tidak satu zat pun yang terlibat dalam reaksi ini sanggup keluar dari kotak. Keadaan demikian disebut sistem tertutup.

Pada ketika ferri ferro oksida dan hidrogen mulai terbentuk, kedua zat ini akan saling bereaksi kembali untuk membentuk besi dan uap panas yang ada pada mulanya. Coba pikirkan, kira-kira apa yang Anda temukan ketika menganalisis gabungan ini sehabis beberapa saat?

Anda akan sadar, bahwa Anda telah membentuk situasi yang disebut kesetimbangan dinamis.

Kesetimbangan Dinamis

Mempelajari kesetimbangan dinamis secara visual

Bayangkan sebuah zat yang sanggup berada dalam dua bentuk/warna, biru dan merah, masing-masing sanggup bereaksi untuk menjadi yang lain (biru menjadi merah, merah menjadi biru). Kita akan membiarkan mereka bereaksi dalam sistem tertutup, di mana tidak ada satu pun yang sanggup keluar dari sistem ini.

Biru sanggup menjelma merah jauh lebih cepat daripada merah menjadi biru. Dan berikut yaitu peluang (probabilitas) dari perubahan yang sanggup terjadi. 3/6 biru menjelma merah, dan 1/6 merah menjelma biru.



Anda sanggup mencobanya dengan kertas berwarna yang digunting kecil-kecil (dua warna) dan sebuah dadu.

Berikut yaitu hasil dari ‘reaksi’ (simulasi) yang saya lakukan. Saya mulai dengan 16 potongan kertas biru. Saya melihat potongan-potongan itu satu per satu secara bergantian dan memutuskan apakah kertas yang saya lihat sanggup berubah warna dengan melempar dadu.

Kertas biru sanggup saya ganti dengan kertas merah apabila angka 4, 5 dan 6 keluar.

Kertas merah sanggup saya ganti dengan kertas biru apabila angka 6 keluar pada ketika saya melihat sebuah kertas merah.

Ketika saya selesai melihat ke-16 kertas itu, saya mulai lagi dari awal. Tapi tentu saja kali ini saya mulai dengan pola yang berbeda. Diagram di bawah ini menyampaikan hasil yang saya sanggup sehabis saya mengulang proses ini sebanyak 11 kali (dan saya tambahkan 16 potongan kertas biru yang saya punya pada awal simulasi).



Anda sanggup melihat bahwa ‘reaksi’ berlangsung terus menerus. Pola yang terbentuk dari kertas merah dan biru terus berubah. Tapi, yang mengejutkan ialah, jumlah keseluruhan dari masing-masing kertas warna biru dan merah tetap sama, di mana dalam banyak sekali situasi, kita dapatkan 12 kertas warna merah dan 4 kertas warna biru.

Catatan : Sejujurnya, hasil final ini diperoleh secara kebetulan alasannya yaitu simulasi ini dilakukan dengan jumlah kertas yang sangat sedikit. Apabila Anda melaksanakan simulasi ini dengan jumlah kertas yang lebih banyak (misalnya beberapa ribu kertas), Anda akan mendapati proporsi yang terbentuk akan mendekati 75% merah dan 25% biru (suatu simulasi yang sangat membosankan, tentunya).

Apabila Anda mempunyai sejumlah besar partikel yang turut ambil serpihan dalam sebuah reaksi kimia, proporsinya akan mendekati 75%:25%.

Penjelasan perihal "kesetimbangan dinamis"

Reaksi (simulasi) di atas telah mencapai kesetimbangan dalam arti tidak akan perubahan lebih lanjut dalam jumlah kertas biru dan merah. Namun demikian, reaksi ini masih terus berlangsung. Untuk setiap kertas merah yang berubah warna jadi biru, ada kertas biru yang berubah jadi merah di suatu daerah dalam gabungan tersebut.

Inilah yang kita kenal sebagai "kesetimbangan dinamis". Kata "dinamis" menyampaikan bahwa reaksi itu masih terus berlangsung.

Anda sanggup memakai tanda panah khusus untuk menunjukkan bahwa ada kesetimbangan dinamis pada persamaan reaksi. Untuk kasus yang kita bahas di atas, Anda sanggup menulis ibarat demikian :



Yang perlu kita perhatikan di sini ialah, ini tidak hanya berarti bahwa reaksi tersebut merupakan reaksi timbal balik, tapi ini menyampaikan bahwa reaksi ini yaitu reaksi timbal balik yang berada dalam kesetimbangan dinamis.

Pergeseran Kesetimbangan

Pergeseran dari kiri ke kanan dalam persamaan (dalam hal ini, dari warna biru ke warna merah) disebut ‘pergeseran kesetimbangan ke kanan’ dan dari kanan ke kiri disebut ‘pergeseran kesetimbangan ke kiri’

Posisi kesetimbangan
Dalam pola yang kita pakai, gabungan kesetimbangan terdiri dari lebih banyak warna merah daripada warna biru. Posisi kesetimbangan sanggup menggambarkan situasi ini. Kita sanggup menyampaikan bahwa:

• Posisi kesetimbangan condong ke merah
• Posisi kesetimbangan condong ke sebelah kanan

Apabila kondisi praktikum berubah (dengan mengubah peluang terjadinya pergeseran kesetimbangan ke kanan maupun ke kiri), komposisi dari gabungan kesetimbangan itu sendiri pun akan berubah.

Contohnya, apabila dengan mengubah kondisi praktikum kita sanggup memproduksi lebih banyak warna biru di dalam gabungan kesetimbangan, kita sanggup menyampaikan bahwa "Posisi kesetimbangan bergeser ke kiri" atau "Posisi kesetimbangan bergeser ke warna biru".

Catatan: Apabila Anda tertarik, cobalah perbesar peluang warna merah menjelma biru dari 1/6 menjadi 2/6 untuk melihat efeknya pada posisi kesetimbangan. Dengan kata lain, biarkanlah warnanya berubah apabila angka 5 atau angka 6 keluar pada ketika dadu dilempar.

Mencapai kesetimbangan dari sisi yang lain

Apa yang terjadi bila Anda memulai reaksi dengan warna merah dan bukan warna biru namun tetap memberi kesempatan untuk berubah warna ibarat di pola pertama ? Ini yaitu hasil dari percobaan saya.



Sekali lagi Anda sanggup melihat konfigurasi yang terjadi sama persis dengan percobaan pertama di mana kita mulai dengan warna biru. Anda akan menerima konfigurasi kesetimbangan yang sama tanpa dipengaruhi dari sisi mana Anda memulai reaksi.

Ingat: Anda tidak akan menerima hasil yang sama bila memakai jumlah potongan kertas (yang melambangkan jumlah partikel) yang terlalu sedikit. Fluktuasi perubahan akan sangat gampang terlihat. Sekali lagi, apabila Anda memakai potongan kertas dalam jumlah besar, proporsi kesetimbangan akan menjadi 75% merah dan 25% biru. Dengan jumlah potongan kertas yang saya gunakan, kita menerima hasil reaksi yang sangat bersahabat dengan proporsi rata-rata.

Kesetimbangan Dinamis, lagi, dengan lebih formal

Kecepatan Reaksi

Ini yaitu persamaan untuk sebuah reaksi biasa yang telah mencapai kesetimbangan dinamis.



Bagaimana reaksi ini sanggup mencapai keadaan tersebut? Anggap saja kita mulai dengan A dan B.

Pada awal reaksi, konsentrasi A dan B pada mula-mula ada pada titik maksimum, dan itu berarti kecepatan reaksi juga ada pada titik maksimum.



Seiring berjalannnya waktu, A dan B bereaksi dan konsentrasinya berkurang. Ini berarti, jumlah partikelnya berkurang dan kesempatan bagi partikel A dan B untuk saling bertumbukan dan bereaksi berkurang, dan ini mengakibatkan kecepatan reaksi juga berangsur-angsur berkurang.

Pada awalnya tidak ada C dan D sama sekali sehingga mustahil ada reaksi di antara keduanya. Seiring berjalannya waktu, konsentrasi C dan D bertambah banyak dan keduanya menjadi gampang bertumbukan dan bereaksi.

Dengan berlangsungnya waktu, kecepatan reaksi antara C dan D pun bertambah.



Akhirnya, kecepatan reaksi antara keduanya mencapai titik yang sama di mana kecepatan reaksi A dan B menjelma C dan D sama dengan kecepatan reaksi C dan D menjelma A dan B kembali.



Pada ketika ini, tidak akan ada lagi perubahan pada jumlah A, B, C, D di dalam campuran. Begitu ada partikel yang berubah, partikel tersebut terbentuk kembali berkat adanya reaksi timbal balik. Pada ketika inilah kita mencapai kesetimbangan kimia.

Rangkuman

Kesetimbangan kimia terjadi pada ketika Anda mempunyai reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup. Tidak ada yang sanggup ditambahkan atau diambil dari sistem itu selain energi. Pada kesetimbangan, jumlah dari segala sesuatu yang ada di dalam gabungan tetap sama walaupun reaksi terus berjalan. Ini dimungkinkan alasannya yaitu kecepatan reaksi ke kanan dan ke kiri sama.

Apabila Anda mengubah keadaan sedemikian rupa sehingga mengubah kecepatan relatif reaksi ke kanan dan ke kiri, Anda akan mengubah posisi kesetimbangan, alasannya yaitu Anda telah mengubah faktor dari sistem itu sendiri. Efek dari perubahan banyak sekali faktor dalam sistem terhadap posisi kesetimbangan akan dibahas pada serpihan yang lain.

 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia antara lain sebagai berikut:

1. Perubahan konsentrasi

- Jika konsentrasi zat pereaksi ditambah, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat hasil, kalau konsentrasi zat pereaksi dikurangi, kesetimbangan bergeser ke arah zat pereaksi.

- Jika konsentrasi zat hasil ditambah, kesetimbangan akan bergeser ke arah zat pereaksi, kalau konsentrasi zat hasil dikurangi, kesetimbangan bergeser ke arah zat hasil reaksi.

2. Perubahan suhu

- Jika suhu sistem dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke reaksi endoterm (menyerap panas).

- Jika suhu sistem diturunkan, kesetimbangan, kesetimbangan bergeser ke reaksi eksoterm (melepas panas).

3. Perubahan tekanan/volume

- Jika tekanan dinaikkan/volume diturunkan, kesetimbangan bergeser ke arah koefisien terbesar.

- Jika tekanan diturunkan/volume dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke arah koefisien terkecil.

Sumber http://chemistrypensador.blogspot.com

Berlangganan Informasi Terbaru: