Analogi Kesetimbangan Dinamis

Konsep Kesetimbangan

Dinamis

Tujuan

Mempelajari konsep kesetimbangan dinamis

Membedakan proses reversible dan irreversible

Dasar teori

Ketika suatu reaksi kimia berlangsung, laju reaksi dan konsentrasi pereaksi pun berkurang. Beberapa waktu kemudian reaksi dapat berkesudahan, artinya semua pereaksi habis bereaksi. Namun banyak reaksi tidak berkesudahan dan pada seperangkat kondisi tertentu, konsentrasi pereaksi dan produk reaksi menjadi tetap. Reaksi yang demikian disebut reaksi reversibel dan mencapai kesetimbangan. Pada reaksi semacam ini produk reaksi yang terjadi akan bereaksi membentuk kembali pereaksi. ketika reaksi berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan), sedangkan laju reaksi sebaliknya kebelakang (kekiri) bertambah, sebab konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi produk reaksi semakin bertambah.

Pada umumnya suatu reaksi kimia yang berlangsung spontan akan terus berlangsung sampai dicapai keadaan kesetimbangan dinamis. Berbagai hasil percobaan menunjukkan bahwa dalam suatu reaksi kimia, perubahan reaktan menjadi produk pada umumnya tidak sempurna, meskipun reaksi dilakukan dalam waktu yang relatif lama. Umumnya pada permulaan reaksi berlangsung, reaktan mempunyai laju reaksi tertentu. Kemudian setelah reaksi berlangsung konsentrasi akan semakin berkurang sampai akhirnya menjadi konstan. Keadaan kesetimbangan dinamis akan dicapai apabila dua proses yang berlawanan arah berlangsung dengan laju reaksi yang sama dan konsentrasi tidak lagi mengalami perubahan atau tidak ada gangguan dari luar.

Perhatikanlah kertas yang terbakar. Apakah hasil pembakaran kertas dapat diubah menjadi kertas seperi semula? Pengalaman menunjukkan bahwa proses itu tidak dapat dilakukan, bukan? Reaksi seperi itu kita golongkan sebagai reaksi yang berlangsung searah atau reaksi yang tidak dapat balik (Irreversible). Apakah ada reaksi yang dapat balik? dalam kehidupan sehari-hari sulit menemukan reaksi yang dapat balik. Proses-proses alami umumnya berlangsung searah, tidak dapat balik. Namun, di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak reaksi yang dapat balik. Reaksi yang dapat balik kita sebut reaksi reversible.

Reaksi reversible dan Reaksi Irreversible

·         Reaksi reversible

Ketika suatu reaksi kimia berlangsung, laju reaksi dan konsentrasi pereaksipun berkurang. Beberapa waktu kemudian reaksi dapat berkesudahan, artinya semua pereaksi habis bereaksi. Namun banyak reaksi tidak berkesudahan dan pada seperangkat kondisi tertentu, konsentrasi pereaksi dan produk reaksi menjadi tetap. Reaksi yang demikian disebut reaksi reversibel dan mencapai kesetimbangan.

Pada reaksi semacam ini produk reaksi yang terjadi akan bereaksi membentuk kembali pereaksi. Ketika reaksi berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan), sedangkan laju reaksi sebaliknya kebelakang (kekiri) bertambah, sebab konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi produk reaksi semakin bertambah. Pada umumnya suatu reaksi kimia yang berlangsung spontan akan terus berlangsung sampai dicapai keadaan kesetimbangan dinamis. Berbagai hasil percobaan menunjukkan bahwa dalam suatu reaksi kimia, perubahan reaktan menjadi produk pada umumnya tidak sempurna, meskipun reaksi dilakukan dalam waktu yang relatif lama. Umumnya pada permulaan reaksi berlangsung, reaktan mempunyai laju reaksi tertentu. Kemudian setelah reaksi berlangsung konsentrasi akan semakin berkurang sampai akhirnya menjadi konstan. Keadaan kesetimbangan dinamis akan dicapai apabila dua proses yang berlawanan arah berlangsung dengan laju reaksi yang sama dan konsentrasi tidak lagi mengalami perubahan atau tidak ada gangguan dari luar.

Dalam kehidupan sehari-hari sulit untuk menemukan reaksi yang dapat balik. Proses-proses alami umumnya berlangsung searah, tidak dapat balik. Namun, di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak reaksi yang dapat balik. Reaksi yang dapat balik kita sebut reaksi reversible. Sebagai contoh seperti pada proses pembuatan ammonia, ammonia (NH3) merupakan salah satu zat kimia yang paling banyak diproduksi. Ammonia terutama digunakan untuk bahan pembuatan pupuk, seperti urea. Penggunaan ammonia yang lain, yaitu untuk membuat resin, bahan mesiu, dan berbagai senyawa nitrogen lainnya. Di bidang industri, ammonia dibuat dari gas nitrogen dan hidrogen. Gas nitrogen dapat diperoleh dari udara yang sudah direaksikan sedemikian rupa hingga didapatkan gas nitrogen, sedangkan gas hidrogen  didapat dari gas alam. Jika campuran gas nitrogen dan hydrogen dipanaskan maka akan menghasilkan gas ammonia dengan persamaan termokimia dari reaksi pembuatan ammonia dapat dinyatakan sebagai :

N2(g) + 3H2(g)                       2NH3(g)

Sebaliknya, jika ammonia tersebut dipanaskan maka akan terurai kembali menjadi gas nitrogen dan hydrogen dengan reaksi :

2NH3(g)                      N2(g) + 3H2(g)

Dan jika diperhatikan, reaksi kedua merupakan kebalikan dari reaksi pertama. Sehingga kedua reaksi dapat di gabung menjadi :

 

N2(g) + 3H2(g)                 2NH3(g)

Tanda               menandakan bahwa reaksi yang berlangsung dapat terjadi secara dua arah dan dikenal dengan reaksi dapat balik atau reversible. Reaksi dapat balik yang  berlangsung dalam sistem tertutup akan berakhir dalam keadaan setimbang.

·         Reaksi irreversible

Perhatikanlah kertas yang terbakar. Apakah hasil pembakaran kertas dapat diubah menjadi kertas seperti semula? Pengalaman menunjukkan bahwa proses itu tidak dapat dilakukan, bukan? Reaksi seperti itu kita golongkan sebagai reaksi yang berlangsung searah atau reaksi yang tidak dapat balik (Irreversible) karena reaksi yang terbentuk tidak dapat kembali ke keadaan semula seperti sebelum terjadinya reaksi.

Keadaaan setimbang

Pada umumnya reaksi-reaksi kimia tersebut berlangsung dalam arah bolak-balik (reversible), dan hanya sebagian kecil saja yang berlangsung satu arah. . Pada awal proses bolak-balik, reaksi berlangsung ke arah pembentukan produk, segera setelah terbentuk molekul produk maka terjadi reaksi sebaliknya, yaitu pembentukan  molekul reaktan dari molekul produk. . Ketika laju reaksi ke kanan dan ke kiri sama dan konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah maka kesetimbangan reaksi tercapai. Ketika suatu reaksi kimia berlangsung, laju reaksi dan konsentrasi pereaksipun berkurang. Beberapa waktu kemudian reaksi dapat berkesudahan, artinya semua pereaksi habis bereaksi. Namun banyak
reaksi tidak berkesudahan dan pada seperangkat kondisi tertentu, konsentrasi pereaksi dan produk reaksi menjadi tetap. Reaksi yang demikian disebut reaksi reversibel dan mencapai kesetimbangan. Pada reaksi semacam ini produk reaksi yang terjadi akan bereaksi membentuk kembali pereaksi. ketika reaksi berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan), sedangkan laju reaksi sebaliknya kebelakang (ke kiri) bertambah, sebab konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi produk reaksi semakin bertambah. Pada umumnya suatu reaksi kimia yang berlangsung spontan akan terus berlangsung sampai dicapai keadaan kesetimbangan dinamis. Berbagai hasil percobaan menunjukkan bahwa dalam suatu reaksi kimia, perubahan reaktan menjadi produk pada umumnya tidak sempurna, meskipun reaksi dilakukan dalam waktu yang relatif lama. Umumnya pada permulaan reaksi berlangsung, reaktan mempunyai laju reaksi tertentu. Kemudian setelah reaksi berlangsung konsentrasi akan semakin berkurang sampai akhirnya menjadi konstan. Keadaan kesetimbangan dinamis akan dicapai apabila dua proses yang berlawanan arah berlangsung dengan laju reaksi yang sama dan konsentrasi tidak lagi mengalami perubahan atau tidak ada gangguan dari luar.

N2(g) + 3H2(g)                       2NH3(g)

Pada reaksi diatas , menunjukan bahwa 1 mol nitrogen bereaksi dengan 3 mol hidrogen  akan membentuk 2 mol ammonia. Akan tetapi, dari sebuah percobaan diketahui bahwa hasil yang seperti dituliskan tidak pernah tercapai. Yang berarti, jika 1 mol nitrogen direaksikan dengan 3 mol hydrogen ternyata tidak dapat menghasilkan 2 mol ammonia , tetapi selalu kurang dari 2 mol.

Mengapa hal demikian dapat terjadi ?

Ternyata pada reaksi tersebut masih belum tuntas sepenuhnya, karena reaksi terlihat seperti berhenti setelah sebagian nitrogen dan hydrogen bereaksi. Reaksi akan berakhir dengan suatu campuran yang mengandung NH3, N2, dan H2. Dan keadaan seperti itulah yang disebut dengan keadaan setimbang.

Kesetimbangan homogen dan heterogen

Berdasarkan fasa reaktan dan produk suatu reaksi, reaksi kesetimbangan dibedakan menjadi kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.

• Kesetimbangan homogen adalah reaksi kesetimbangan yang memiliki fasa reaktan dan produk sama. Misal: reaktan berwujud gas dan produk juga berwujud gas.
• Kesetimbangan heterogen adalah reaksi kesetimbangan yang memiliki fasa reaktan dan produk tidak sama. Misal: reaktan berwujud padat dan produk berwujud gas.

Hukum kesetimbangan menyatakan jika reaksi sudah mencapai kesetimbangan, konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah lagi.

Pada percobaan kedua yaitu memindahkan larutan didapat data yang menunjukan perbedaan tinggi larutan setelah dipindahkan secara bersamaan. Dan ketika larutan dari masing-masing pipa dipindahkan ke dalam botol yang berbeda dan setelah dijumlahkan ternyata tinggi kedua larutan akan sama dengan keadaan semula.

Konsep yang di dapat

Reaksi irreversible adalah suatu reaksi yang hanya berjalan satu arah karena produk yang sudah terbentuk tidak dapat dikembalikan seperti keadaan semual dan karena itu juga reaksi ini disebut dengan reaksi tidak dapat balik.

Reaksi reversible adalah suatu reaksi dimana produk reaksi yang terjadi akan bereaksi membentuk kembali pereaksi. ketika reaksi berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan), sedangkan laju reaksi sebaliknya kebelakang (kekiri) bertambah, sebab konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi produk reaksi semakin bertambah dan karena itulah reaksi ini juga disebut dengan reaksi bolak-balik.

Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana zat-zat pereaksi dan hasil reaksi terdapat secara bersama-sama , tetapi tidak ada lagi perubahan yang dapat diamati. Yang dengan kata lain , campuran masih mengandung zat-zat pereaksi namun reaksi seolah-olah sudah berhenti. Dikatakan seolah-olah sudah berhenti karena ternyata reaksi tetap  atau masih berlangsung namun dalam tingkat mikroskpis.

Dan kesimpulan yang didapat :

• Reaksi irreversible adalah sebuah reaksi tidak dapat balik (satu arah)
• Reaksi reversible adalah sebuah reaksi bolak-balik (dua arah)

Dan ciri – ciri kesetimbangan kimia :

• Reaksinya berlangsung terus –menerus (dinamis) didalam dua arah yang berlawanan.
• Cepat lambatnya suatu reaksi tergantung pada laju reaksinya. Semakin besar laju reaksi, semakin cepat reaksi mencapai kesetimbangan begitu juga sebaliknya.
• Laju reaksi maju ( kearah kanan/produk) sama dengan laju reaksi balik  

( kearah kiri/pereaksi)

• Semua komponen yang terlibat dalam reaksi tetap ada.
• Tidak terjadi perubahan yang bersifat makroskopis (yang dapat diukur /teramati) dan perubahan yang terjadi hanya bersifat  mikrokopis

Proses Terjadinya Pelangi

Pelangi terbentuk karena pembiasan sinar matahari oleh tetesan air yang ada di atmosfer. Ketika sinar matahari melalui tetesan air, cahaya tersebut di  belokan sedemikian rupa sehingga membuat warna-warna yang ada pada cahaya tersebut terpisah.Tiap warna dibelokan pada sudut yang berbeda. Warna merah adalah warna yang terakhir dibelokan, sedangkan ungu adalah yang pertama. Fenomena ini yang kita lihat sebagai pelangi.

sama mas alif :)