Reaksi-reaksi kimia dapat berlangsung dalam satu arah (irreversible) atau berlangsung dalam dua arah (reversible). Adapun ciri-ciri reaksi searah dan reaksi dua arah dapat diamati pada tabel berikut.

Reaksi Searah / Tidak dapat Balik/ IrreversibleReaksi Dua Arah/ Bolak Balik / Reversible
Persamaan reaksi ditulis dengan satu anak panah kekanan atau kearah produk (→)Reaksi akan berhenti apabila zat-zat yang bereaksi (reaktan) habis bereaksiProduk tidak dapat bereaksi kembali menjadi reaktanReaksi berlangsung tuntas (berkesudahan)Contoh :KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(l)Persamaan reaksi ditulis dengan dua anak panah yang memiliki arah berlawanan (⇌)Reaktan bereaksi menjadi produk dan produk juga dapat mengalami reaksi kembali menjadi reaktanReaksi kekanan (kearah produk) disebut reaksi maju sedangkan reaksi kekiri (kearah reaktan) disebut reaksi balik.Contoh :2NH3(g)    ⇌    N2(g) + 3H2(g)

Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia disebut juga dengan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan dinamis merupakan kondisi dimana reaksi berlangsung secara terus menerus dari reaktan menjadi produk dan sebaliknya dengan laju reaksi yang sama. Kesetimbangan dinamis memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

  1. Reaksi tersebut terjadi secara terus menerus dengan arah berlawanan
  2. Reaksi terjadi pada ruang tertutup dengan suhu dan tekanan yang tetap
  3. Laju reaksi kekanan (kearah produk) sama dengan laju reaksi kekiri (kearah reaktan)
  4. Perubahan secara makroskopis dapat diihat melalui adanya perubahan suhu, tekanan, konsentrasi, atau warnanya, sementara itu secara makroskopis (perubahan tingkat molekuler) tidak dapat diamati
  5. Reaksi berlangsung pada sistem tertutup
  6. Konsentrasi reaktan dan produk tetap (tidak mengalami perubahan)

Pada kondisi setimbang, terdapat tiga kemungkinan kondisi konsentrasi zat yang bereaksi (reaktan) dan hasil reaksi (produk) antara lain:

  1. Kemungkinan pertama

Pada reaksi A + B  ⇌   C + D, mula-mula konsentrasi reaktan A dan B maksimal, namun konsentrasinya semakin lama semakin berkurang hingga tidak terjadi perubahan konsentrasi pada waktu tertentu. Sementara itu, konsentrasi produk C dan D dari titik nol terus mengalami peningkatan sampai tidak terjadi perubahan konsentrasi. Selanjutnya pada kondisi setimbang, konsentrasi produk (C dan D) lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi reaktan (A dan B). Pada kondisi ini konsentrasi produk dan reaktan sudah tidak mengalami perubahan lagi. Kondisi pada kemungkinan pertama ini dapat diamati pada gambar berikut.

  1. Kemungkinan kedua

Pada reaksi A + B  ⇌   C + D, perubahan konsentrasi A dan B menjadi produk C dan D sama seperti kemungkinan pertama. Namun pada kondisi setimbang, konsentrasi C dan D lebih kecil dibandingkan dengan konsentrasi A dan B. Kondisi pada kemungkinan kedua dapat diamati pada gambar berikut.

  1. Kemungkinan ketiga

Pada reaksi A + B  ⇌   C + D, perubahan konsentrasi A dan B menjadi C dan D sama dengan perubahan konsentrasi yang terjadi pada kemungkinan pertama dan kedua, namun pada kondisi setimbang, konsentrasi A dan B sama dengan konsentrasi C dan D. kondisi pada kemungkinan ketiga dapat diamati pada gambar berikut.

Jenis – Jenis Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia berdasarkan wujud zatnya dapat digolongkan kedalam dua jenis yaitu kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.

  1. Kesetimbangan homogen

Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan kimia yang semua komponennya mempunyai wujud yang sama, misalnya berwujud gas (g) saja atau berwujud larutan saja (aq).

Contoh :

H2(g) + Cl2(g)   ⇌   2HCl(g)

2SO2(g) + O2(g) ⇌  2SO3(g)

NH4OH(aq)    ⇌   NH4+(aq) + OH(aq)

  1. Kesetimbangan heterogen

Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan kimia yang komponen didalamnya memiliki wujud yang berbeda, misalnya gas (g), padat (s), cair (l) , dan larutan (aq).

Contoh :

C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2(g)

Ca(HCO3)2(s) ⇌ CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

HCO3(aq) + H2O(l)    ⇌   CO32-(aq) + H3O+(aq)

Ag+(aq) + Fe2+(aq)    ⇌   Ag(s) + Fe3+(aq)

Tetapan Kesetimbangan

Guldberg dan Waage mengemukakan hukum kesetimbangan dalam reaksi kesetimbangan kimia yang berbunyi sebagai berikut.

pada kondisi setimbang dan suhu tetap, hasil kali dari konsentrasi produk pangkat koefisen reaksinya dibagi dengan konsentrasi reaktan pangkat koefisien reaksinya mempunyai harga tetap”.

Hasil bagi perkalian konsentrasi produk pangkat koefisien dengan reaktan pangkat koefisien reaksinya disebut dengan tetapan kesetimbangan yang dilambangkan dengan Kc.

  1. Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc)

Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc) adalah hasil perkalian antara konsentrasi produk  dipangkatkan koefisien reaksinya dibagi hasil kali reaktan dipangkatkan koefisien reksinya.  Zat yang dapat masuk pada persamaan tetapan kesetimbangan (Kc) berdasarkan konsentrasi hanya fase gas (g) dan fase larutan (aq).

Contoh :

  1. H2(g) + Cl2(g) ⇌ 2HCl(g)
  1. C(s+ H2O(g)  ⇌  CO(g) + H2(g)
  1. Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial (Kp)

Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial (Kp) adalah hasil kali tekanan parsial gas-gas hasil reaksi pangkat koefisiennya dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas-gas pereaksi dipangkatkan koefisien reaksinya.

Contoh :

xA(g) + yB(g)      ⇌       zA2B2(g)

P merupakan tekanan parsial gas yang dapat ditentukan dengan rumus berikut.

  1. Hubungan Kc dengan Kp

Secara matematis, hubungan Kc dengan Kp dapat dituliskan sebagai berikut.

Kp = Kc (RT)∆n

Keterangan :

R = tetapan gas (0,082 L atm mol-1 K-1)

T = suhu (K)

∆n = selisih koefisien produk dan reaktan yang berfase gas

Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Kesetimbangan

Seorang ilmuwan kimia yang berasal dari Prancis bernama Henry Louis Le Chatelier mengungkapkan bahwa “ apabila dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi, maka sistem kesetimbangan akan mengadakan reaksi untuk memperkecil pengaruhnya”. Pernyataan ini dikenal dengan hukum pergeseran kesetimbangan atau asas Le Chatelier.

  1. Pengaruh perubahan suhu terhadap kesetimbangan

Apabila suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi endoterm (menyerap kalor), sebaliknya apabila suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi eksoterm (melepas kalor).

  1. Pengaruh perubahan konsentrasi terhadap kesetimbangan

Apabila konsentrasi suatu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser dari zat arah itu (menjauh). Sedangkan apabila konsentrasi suatu zat diperkecil (dikurangi), maka kesetimbangan akan bergeser kearah zat itu (mendekat).

  1. Pengaruh perubahan volume dan tekanan terhadap kesetimbangan

Volume berbanding terbalik dengan tekanan. Apabila volume diperbesar, maka tekanan menjadi lebih kecil, kesetimbanga bergeser kearah jumlah koefisien yang yang lebih besar. Sebaliknya apabila volume diperkecil, maka tekanan akan menjadi lebih besar, sehingga kesetimbangan bergeser kearah jumlah koefisien yang lebih kecil. Namun apabila jumlah koefisien ruas kanan dan ruas kiri sama, maka tidak terjadi pergeseran kesetimbangan.

  1. Pengaruh Katalis

Katalis merupakan suatu zat yang ditambahkan dalam reaksi kimia untuk mempercepat berlangsungnya reaksi. Dalam hal ini, katalis hanya berperan untuk mempercepat terjadinya kesetimbangan, namun tidak berpengaruh terhadap pergeseran kesetimbangan. Dan setelah kondisi kesetimbangan tercapai, katalis sudah tidak berperan lagi dalam reaksi.

Demikianlah penjelasan dari materi kesetimbangan kimia. Mulai dari penjelasan, jenis, tetapan, sampai faktor yang mempengaruhi reaksi kesetimbangan kimia. Selamat belajar.