1. Dasar Teori
Kesetimbangan kimia adalah satu kondisi yang dicapai dalam sebuah reaksi kimia yang tejadi secara seimbang dalam lajunya pada saat reaksi maju dan reaksi baliknya. Dengan kesetimbangan kimia ini, maka kita dapat melakukan proses balik pada zat-zat yang ada sehingga terbentuk kembali zat dasarnya.
Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana zat-zat pereaksi dan hasil reaksi terdapat bersama-sama, tetapi tidak ada lagi perubahan yang dapat diamati. Dengan kata lain, campuran masih mengandung zat-zat pereaksi, tetapi reaksi seolah-olah sudah berhenti. Dikatakan seolah-olah berhenti karena ternyata reaksi tetap berlangsung pada tingkat mikroskopis.
1.1 Reaksi Reversibel dan Irreversibel
Dalam kehidupan sehari-hari sulit menentukan reaksi yang dapat dibalik. proses-proses alami umumnya berlangsung searah, tidak dapat dibalik. Namun di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak reaksi yang dapat dibalik. Reaksi yang dapat dibalik disebut reversible, sedangkan reaksi yang tidak dapat dibalik disebut irreversible. Salah satu reaksi reversible adalah reaksi antara nitrogen dengan hidrogen membentuk amonia. Jika campuran gas nitrogen dan hidrogen dipanaskan akan menhasilkan amonia.a
N2(g) + 3H2 → 2NH3(g)
sebaliknya, jika amonia (NH3) dipanaskan akan terurai mejadi nitrogen dan hidrogen.
2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g)
Kedua reaksi tersebut dapat digabung menjadi
tanda
1.2 Keadaan Setimbang
Melalui percobaan dapat di tunjukkan bahwa dalam keadaan setimbang, reaksi tetap berlangsung pada tingkat molekul (tingkat mikroskopis). Kesetimbangan yang semua komponennya satu fase disebut kesetimbangan homogen, sedangkan kesetimbangan yang terdiri dari dua fase atau lebih disebut kesetimbangan heterogen. kesetimbangan homogen dapat berupa sistem gas atau larutan. Kesetimbangan heterogen umumnya melibatkan komponen padat-gas atau cair-gas.
Pada tahun 1864, Cato Maximillian Gulberg dan Peter Wage menemukan suatu hubungan yang tetap antara konsentrasi kesetimbangan, yaitu nisbah hasil kali konsentrasi setimbang at-zat produk terhadap hasil konsentrasi setimbang zat-zat pereaksi. Masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, dan selanjutnya disebut hukum kesetimbangan. Nilai dari hukum kesetimbangan disebut tetapan kesetimbangan dan dinyatakan dengan lambang Kc.
Ungkapan hukum kesetimbangan disebut persamaan tetapan kesetimbangan. Persamaan tetapan kesetimbangan sesuai dengan stoikiometri reaksi. Secara umum untuk reaksi:
mA + nB ↔ pC + qD
persamaan tetapan kesetimbangannya adalah:
karena satuan konsentrasi adalah M, maka satuan Kc = M(p + q) - (m + n)
Pada tahun 1884, Henri Louis Le Chatelier seorang ahli kimia Perancis berhasil menyimpulkan pengaruh faktor luar terhadap kesetimbangan. Kesimpulan Le Chatelier tersebut kini dikenal sebagai azas Le Chatelier mengemukakan "Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut". Secara singkat, azas Le Chatelier dapat disimpulkan sebagai:
Reaksi = -Aksi
Cara sistem bereaksi adalah dengan melakukan pergeseran ke kiri atau ke kanan.
Ada empat hal yang betindak sebagai gangguan dan menyebabkan pergeseran kesetimbangan, yaitu:
a. Pengaruh konsentrasi
Perubahan konsentrasi maksudnya menambah atau mengurangi zat pereaksi atau produk ke dalam reaksi setimbang. Pengaruh konsentrasi terhadap kesetimbangan adalah:
- Jika pereaksi ditambah, reaksi akan bergeser ke produk
- Jika produk ditambah, reaksi akan bergeser ke pereaksi
- Jika pereaksi dikurangi, reaksi akan bergeser ke pereaksi
- Jika produk dikurangi, reaksi akan bergeser ke produk
Sesuai dengan azas Le Chatelier (reaksi = -aksi), jika konsentrasi salah satu komponen diperbesar maka reaksi sistem adalah mengurangi komponen tersebut. Sebaliknya, jika konsentrai salah satu komponen diperkecil, maka reaksi sistem adalah menambah komponen itu.
b. Pengaruh volume dan tekanan
Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi suatu komponen. Sesuai dengan azas Le Chatelier, maka sistem akan bereaksi dengan mengurangi tekanan. Untuk mengurangi tekanan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Sebaliknya, jika tekanan dikurangi dengan cara memperbesar volume, maka sistem akan bereaksi dengan menambah tekanan dengan cara menmbah jumlah molekul. Reaksi akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih besar.
Pengaruh volume:
- Jika volume diperbesar, reaksi akan bergeser ke jumlah koefisien reaksi besar
- Jika volume diperkecil, reaksi akan bergeser ke jumlah koefisien reaksi kecil
Pengaruh tekanan:
- Jika tekanan diperbesar, reaksi bergeser ke jumlah koefisien reaksi kecil
- Jika tekanan diperkecil, reaksi bergeser ke jumlah koefisien reaksi besar
c. Pengaruh Suhu
Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika suhu sistem kesetimbangan dinaikkan, maka reaksi sistem adalah menurunkan suhu, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang menyerap kalor (ke arah reaksi endoterm). Sebaliknya, jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm.
- Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm
- Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm.
d. Pengaruh Katalis
Penggunaan katalis akan mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Suatu reaksi yang memerlukan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu untuk mencapai kesetimbangan, dapat dicapai dalam beberapa menit dengan hadirnya suatu katalis. Suatu katalis juga penting bagi reaksi yang memerlukan suhu tinggi, karena dengan suatu katalis reaksi dapat berlangsung pada suhu yang lebih rendah. Hal itu menjadi sangat penting apabila reaksi pada suhu tinggi mengurangi rendemen hasil reaksi. Meskipun katalis dapat mempercepat pencapaian keadaan setimbang, namun katalis tidak mengubah komposisi kesetimbangan.
2. Prosedur Kerja
Percobaan 1: Pengaruh perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan
10 ml aquades dimasukkan ke dalam gelas kimia berukuran 50 ml, kemudian ditambahkan larutan FeCl3 1 M sebanyak 5 tetes dan diaduk. Kemudian campuran tersebut dibagi ke dalam 5 tabung reaksi dan satu tabung reaksi dijadikan pembanding. Pada tabung 2 di tambahkan larutan KSCN 1 M sebanyak 5 tetes, pada tabung 3 di tambahkan larutan FeCl3 1 M sebanyak 5 tetes, pada tabung 4 di tambahkan larutan Na2HPO4 jenuh sebanyak 7 tetes. Selanjutnya ke-3 tabung diguncangkan dan warna larutan masing-masing tabung dibandingkan dengan tabung 1. Kemudian pada tabung 5 ditambahkan aquades sebanyak 5 ml, tabung diguncangkan dan dibandingkan dengan larutan pada tabung 1 dengan cara dilihat dari atas ke bawah. Selanjutnya air teh dimasukkan ke dalam masing-masing dua tabung reaksi sebanyak 5 ml, kemudian di tambahkan 5 ml aquades pada salah satu tabung. warna air teh dalam kedua tabung tersebut di bandingkan dengan cara dilihat dari atas ke bawah.
Percobaan 2: Pengaruh perubahan suhu pada sistem kesetimbangan
Sediakan 3 buah tabung reaksi, kemudian masing-masing tabung diisi dengan 10 tetes HNO3 pekat dan satu lempeng Zn. Tutup tabung reaksi rapat-rapat dengan sumbat karet, kemudian tabung 1 dimasukkan ke dalam es, tabung 2 dimasukkan ke dalam air panas dan tabung 3 dijadikan pembanding. Kemudian warna gas yang terbentuk dalam ke-3 tabung di amati dan dibandingkan.
a. Pengaruh konsentrasi
Perubahan konsentrasi maksudnya menambah atau mengurangi zat pereaksi atau produk ke dalam reaksi setimbang. Pengaruh konsentrasi terhadap kesetimbangan adalah:
- Jika pereaksi ditambah, reaksi akan bergeser ke produk
- Jika produk ditambah, reaksi akan bergeser ke pereaksi
- Jika pereaksi dikurangi, reaksi akan bergeser ke pereaksi
- Jika produk dikurangi, reaksi akan bergeser ke produk
Sesuai dengan azas Le Chatelier (reaksi = -aksi), jika konsentrasi salah satu komponen diperbesar maka reaksi sistem adalah mengurangi komponen tersebut. Sebaliknya, jika konsentrai salah satu komponen diperkecil, maka reaksi sistem adalah menambah komponen itu.
b. Pengaruh volume dan tekanan
Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi suatu komponen. Sesuai dengan azas Le Chatelier, maka sistem akan bereaksi dengan mengurangi tekanan. Untuk mengurangi tekanan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Sebaliknya, jika tekanan dikurangi dengan cara memperbesar volume, maka sistem akan bereaksi dengan menambah tekanan dengan cara menmbah jumlah molekul. Reaksi akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih besar.
Pengaruh volume:
- Jika volume diperbesar, reaksi akan bergeser ke jumlah koefisien reaksi besar
- Jika volume diperkecil, reaksi akan bergeser ke jumlah koefisien reaksi kecil
Pengaruh tekanan:
- Jika tekanan diperbesar, reaksi bergeser ke jumlah koefisien reaksi kecil
- Jika tekanan diperkecil, reaksi bergeser ke jumlah koefisien reaksi besar
c. Pengaruh Suhu
Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika suhu sistem kesetimbangan dinaikkan, maka reaksi sistem adalah menurunkan suhu, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang menyerap kalor (ke arah reaksi endoterm). Sebaliknya, jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm.
- Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm
- Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm.
d. Pengaruh Katalis
Penggunaan katalis akan mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Suatu reaksi yang memerlukan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu untuk mencapai kesetimbangan, dapat dicapai dalam beberapa menit dengan hadirnya suatu katalis. Suatu katalis juga penting bagi reaksi yang memerlukan suhu tinggi, karena dengan suatu katalis reaksi dapat berlangsung pada suhu yang lebih rendah. Hal itu menjadi sangat penting apabila reaksi pada suhu tinggi mengurangi rendemen hasil reaksi. Meskipun katalis dapat mempercepat pencapaian keadaan setimbang, namun katalis tidak mengubah komposisi kesetimbangan.
2. Prosedur Kerja
Percobaan 1: Pengaruh perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan
10 ml aquades dimasukkan ke dalam gelas kimia berukuran 50 ml, kemudian ditambahkan larutan FeCl3 1 M sebanyak 5 tetes dan diaduk. Kemudian campuran tersebut dibagi ke dalam 5 tabung reaksi dan satu tabung reaksi dijadikan pembanding. Pada tabung 2 di tambahkan larutan KSCN 1 M sebanyak 5 tetes, pada tabung 3 di tambahkan larutan FeCl3 1 M sebanyak 5 tetes, pada tabung 4 di tambahkan larutan Na2HPO4 jenuh sebanyak 7 tetes. Selanjutnya ke-3 tabung diguncangkan dan warna larutan masing-masing tabung dibandingkan dengan tabung 1. Kemudian pada tabung 5 ditambahkan aquades sebanyak 5 ml, tabung diguncangkan dan dibandingkan dengan larutan pada tabung 1 dengan cara dilihat dari atas ke bawah. Selanjutnya air teh dimasukkan ke dalam masing-masing dua tabung reaksi sebanyak 5 ml, kemudian di tambahkan 5 ml aquades pada salah satu tabung. warna air teh dalam kedua tabung tersebut di bandingkan dengan cara dilihat dari atas ke bawah.
Percobaan 2: Pengaruh perubahan suhu pada sistem kesetimbangan
Sediakan 3 buah tabung reaksi, kemudian masing-masing tabung diisi dengan 10 tetes HNO3 pekat dan satu lempeng Zn. Tutup tabung reaksi rapat-rapat dengan sumbat karet, kemudian tabung 1 dimasukkan ke dalam es, tabung 2 dimasukkan ke dalam air panas dan tabung 3 dijadikan pembanding. Kemudian warna gas yang terbentuk dalam ke-3 tabung di amati dan dibandingkan.
3. Hasil Pengamatan
Percobaan 1
Mula-mula mencampurkan aquades sebanyak 10 ml dengan 5 tetes FeCl3 1 M dan 5 tetes larutan KSCN 1 M ke dalam gelas kimia menghasilkan warna coklat pada campuran. Kemudian setelah dibagi atas 5 bagian pada 5 tabung reaksi, pada tabung 2 dengan penambahan larutan KSCN menghasilkan warna coklat dengan tingkat 4 kali lipat lebih gelap di bandingkan dengan tabung 5 yang di tambahkan aquades. Kemudian dengan penambahan larutan FeCl3, larutan berwarna lebih muda dibandingkan dengan penambahan larutan KSCN, sedangkan dengan penambahan larutan Na2HPO4 jenuh tidak ada perubahan. Kemudian pada 2 tabung yang berisi air teh dan setelah salah satu tabung di tambah aquades, tabung dengan penambahan aquades lebih muda warnanya dibandingkan dengan tabung yang tidak di tambah aquades.
Percobaan 2
Setelah masing-masing 3 tabung reaksi diisi dengan 10 tetes HNO3 pekat dan satu lempeng Zn dengan warna awal masing-masing tabung berwarna coklat. Setelah dibandingkan antara ke-3 tabung reaksi, tabung 1 dalam air panas menjadi berwarna coklat pekat, tabung 2 pada es coklat lebih muda dibandingkan tabung 1 dan tabung 3 dengan penempatan suhu lingkungan tidak terjadi perubahan lagi sejak penambahan lempengan Zn.
4. Pembahasan
Percobaan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia, pengaruh perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan, pengaruh perubahan suhu pada sistem kesetimbangan. dalam melakukan percobaan ini, diperlukan ketelitian dalam membandingkan warna-warna yang dihasilkan. Pada percobaan ini dibagi menjadi 2 percobaan. Percobaan pertama yaitu, pengaruh perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan. Percobaan pertama dengan menambahkan aquades dan larutan FeCl3 dengan larutan KSCN pada gelas kimia menghasilkan warna coklat, setelah dibagi atas 5 bagian dalam 5 tabung reaksi dan satu tabung dijadikan pembanding, kemudian masing-masing tabung diisi dengan larutan KSCN, FeCl3, Na2HPO4 dan aquades. Hasil yang ditunjukkan oleh masing-masing tabung berbeda, tabung dengan penambahan larutan KSCN menghasilkan warna lebih coklat daripada tabung lainnya. Kemudian pada percobaan dengan menggunakan air teh, salah satu tabung yang ditambahkan aquades memiliki warna yang lebih muda dibandingkan dengan tabung yang tidak ditambahkan aquades. Hal ini disebabkan karena perubahan konsentrasi mempengaruhi sistem kesetimbangan.
Pada percobaan kedua yaitu pengaruh perubahan suhu pada sistem kesetimbangan. Percobaan ini membandingkan warna yang terjadi pada tiga tabung yang masing-masing telah diisi dengan larutan HNO3 dan lempeng Zn, kemudian ditempatkan pada suhu yang berbeda. Warna yang dihasilkan yaitu coklat pekat pada penempatan suhu tinggi yaitu pada air panas, coklat lebih muda pada penempatan suhu rendah yaitu es dan pada suhu lingkungan. Semakin tinggi suhu, maka semakin berpengaruh terhadap kesetimbangan.
Percobaan 1
Mula-mula mencampurkan aquades sebanyak 10 ml dengan 5 tetes FeCl3 1 M dan 5 tetes larutan KSCN 1 M ke dalam gelas kimia menghasilkan warna coklat pada campuran. Kemudian setelah dibagi atas 5 bagian pada 5 tabung reaksi, pada tabung 2 dengan penambahan larutan KSCN menghasilkan warna coklat dengan tingkat 4 kali lipat lebih gelap di bandingkan dengan tabung 5 yang di tambahkan aquades. Kemudian dengan penambahan larutan FeCl3, larutan berwarna lebih muda dibandingkan dengan penambahan larutan KSCN, sedangkan dengan penambahan larutan Na2HPO4 jenuh tidak ada perubahan. Kemudian pada 2 tabung yang berisi air teh dan setelah salah satu tabung di tambah aquades, tabung dengan penambahan aquades lebih muda warnanya dibandingkan dengan tabung yang tidak di tambah aquades.
Percobaan 2
Setelah masing-masing 3 tabung reaksi diisi dengan 10 tetes HNO3 pekat dan satu lempeng Zn dengan warna awal masing-masing tabung berwarna coklat. Setelah dibandingkan antara ke-3 tabung reaksi, tabung 1 dalam air panas menjadi berwarna coklat pekat, tabung 2 pada es coklat lebih muda dibandingkan tabung 1 dan tabung 3 dengan penempatan suhu lingkungan tidak terjadi perubahan lagi sejak penambahan lempengan Zn.
4. Pembahasan
Percobaan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia, pengaruh perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan, pengaruh perubahan suhu pada sistem kesetimbangan. dalam melakukan percobaan ini, diperlukan ketelitian dalam membandingkan warna-warna yang dihasilkan. Pada percobaan ini dibagi menjadi 2 percobaan. Percobaan pertama yaitu, pengaruh perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan. Percobaan pertama dengan menambahkan aquades dan larutan FeCl3 dengan larutan KSCN pada gelas kimia menghasilkan warna coklat, setelah dibagi atas 5 bagian dalam 5 tabung reaksi dan satu tabung dijadikan pembanding, kemudian masing-masing tabung diisi dengan larutan KSCN, FeCl3, Na2HPO4 dan aquades. Hasil yang ditunjukkan oleh masing-masing tabung berbeda, tabung dengan penambahan larutan KSCN menghasilkan warna lebih coklat daripada tabung lainnya. Kemudian pada percobaan dengan menggunakan air teh, salah satu tabung yang ditambahkan aquades memiliki warna yang lebih muda dibandingkan dengan tabung yang tidak ditambahkan aquades. Hal ini disebabkan karena perubahan konsentrasi mempengaruhi sistem kesetimbangan.
Pada percobaan kedua yaitu pengaruh perubahan suhu pada sistem kesetimbangan. Percobaan ini membandingkan warna yang terjadi pada tiga tabung yang masing-masing telah diisi dengan larutan HNO3 dan lempeng Zn, kemudian ditempatkan pada suhu yang berbeda. Warna yang dihasilkan yaitu coklat pekat pada penempatan suhu tinggi yaitu pada air panas, coklat lebih muda pada penempatan suhu rendah yaitu es dan pada suhu lingkungan. Semakin tinggi suhu, maka semakin berpengaruh terhadap kesetimbangan.
0 comments:
Post a Comment