Kesetimbangan Kimia pada Reaksi Zat dalam Kehidupan

Ilustrasi kesetimbangan kimia

Dalam sebuah reaksi kimia, kita mengenal ada dua reaksi dasar, yaitu reaksi maju dan rekasi balik. Reaksi maju adalah reaksi yang terjadi pada saat kita melakukan perubahan dari bentuk dasar menjadi bentuk lainnya. Sementara itu, reaksi balik adalah reaksi yang kita lakukan untuk mengembalikan bentuk zat ke bentuk awalnya. Dalam kondisi inilah dapat terjadi kesetimbangan kimia antara reaksi awal (maju) dengan reaksi baliknya.

Kesetimbangan kimia adalah satu kondisi yang dicapai dalam sebuah reaksi kimia yang terjadi 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. Misalnya, bensin yang dibakar dapat menghasilkan CO2 (karbon dioksida) dan H2O (air), jika kemudian kita perlakukan kedua zat hasil reaksi ini dengan energy yang besar, maka kita dapat memperoleh bensin lagi.

Untuk menggambarkan kondisi kesetimbangan kimia dalam reaksi zat, maka kita dapat menggunakan 2 (dua) arah anak panah, seperti di bawah ini:

                   Fe3O4 (s) + 4 H2 (g)              3Fe (s) + 4 H2O (g)

Pada penggambaran di atas,

• Anak panah ke arah kanan menunjukkan reaksi maju, yaitu reaksi yang kita lakukan untuk mengubah zat dasar sehingga menjadi zat yang baru. Dalam kondisi tersebut terlihat bahwa setiap zat yang bereaksi mempunyai kondisi yang sama, seimbang pada kondisi sebelum dan sesudah mengalami reaksi. Pada saat proses ini dibutuhkan energi yang cukup besar.

• Anak panah ke arah kiri menunjukkan reaksi balik, yaitu reaksi yang kita lakukan untuk mengembalikan wujud zat menjadi wujud dasarnya. Dalam proses inipun kita dapat melihat kenyataan bahwa jumlah bagian masing-masing unsur adalah sama. Dalam konteks inilah yang kita katakan sebagai kesetimbangan kimia. Untuk melakukan hal inipun, kita membutuhkan energi yang cukup besar sebagai pemicu reaksinya.

Kesetimbangan Kimia - Proses Perubahan Kesetimbangan dalam Proses Kimia

Pada proses-proses kimia, seringkali kita mengalami perubahan kondisi sedemikian rupa sehingga hal tersebut dapat menyebabkan terganggunya kesetimbangan yang telah terbentuk dalam reaksi kimia. Untuk kondisi tersebut, maka secara cepat zat yang mengalami proses kimia melakukan penyesuaian diri dengan melakukan pergeseran kesetimbangan.

Dalam kehidupan kita sehari-hari peristiwa kimia ini dapat kita jumpai pada kegiatan hidup kita. Misalnya ketika kita menjerang air dalam ketel atau bejana tertutup lainnya, pada saat air dijerang, karena suhu yang terus meningkat, maka air menguap.

Hal ini karena ruangan di dalam ketel suhunya meningkat. Tetapi ketika suhu terus meningkat, maka hal tersebut menyebabkan meningkatnya tekanan dalam ketel, maka pada saat itulah uap air akan berubah menjadi air lagi melalui proses pengembunan.

Proses ini akan dilakukan oleh air dalam bejana tersebut hingga tercipta kesetimbangan dalam ruangan atau bejana tertutup yang ditempatinya. Begitu juga yang terjadi di alam terbuka. Peristiwa penguapan air, hujan dan pengembunan di pagi hari merupakan proses kimia yang menerapkan kesetimbangan kimia di alam.

Kesetimbangan kimia dalam kehidupan kita memang terjadi dalam segala hal dan kita harus dapat memanfaatkannya secara maksimal. Hal ini karena reaksi dalam kesetimbangan kimia ini dapat memberikan kita kondisi terbaik bagi kehidupan kita.

Kesetimbangan Kimia dan Ragamnya dalam Reaksi Kimia Zat-zat

Kesetimbangan kimia adalah kondisi yang tercipta dari sebuah reaksi kimia dari dua zat atau lebih sehingga kondisi sebelum dan sesudah reaksi terdapat kondisi yang seimbang. Keseimbangan ini terutama terjadi pada jumlah zat yang bereaksi secara kimia. Dan dalam kehidupan kita, reaksi kimia merupakan proses yang terjadi pada semua proses kimia.

Reaksi kimia terjadi dalam segala kondisi kehidupan. Hal ini karena setiap zat dalam kehidupan selalu bersentuhan dengan zat lainnya. Sentuhan inilah yang menyebabkan terjadinya reaksi. Dan, reaksi kimia ini dapat terjadi seimbang sehingga terjadi kesetimbangan kimia.

Dalam reaksi kimia ini, kita mengenal adanya reaksi bolak–balik dan reaksi searah. Kedua reaksi ini berlangsung sedemikian rupa sehingga pada akhir reaksi, kita akan mendapatkan  kesetimbangan kimia. Kesetimbangan ini dapat kita peroleh jika kondisi sebelum dan sesudah bereaksi sama. Sama yang kita maksudkan dalam hal ini adalah jumlah muatan dalam setiap zat yang bereaksi kimia.

Ragam Reaksi Kimia yang Menciptakan Kesetimbangan Kimia

Berdasarkan reaksi yang terjadi agar terjadi kesetimbangan kimia, maka kita mengenal ada 2 (dua) reaksi yang dalam prosesnya. Kedua proses ini sebenarnya merupakan proses perpaduan zat sehingga terbentuk zat baru. Pada saat terbentuk zat baru tersebut, terjadilah kesetimbangan kimia penyusun zat tersebut. Reaksi tersebut adalah:

1. Reaksi Bolak–Balik

Reaksi bolak–balik adalah reaksi yang arahnya dapat membalik dari sisi kiri ke kanan atau dari sisi kanan ke kiri. Reaksi ini disebut juga dengan reaksi reversibel yang artinya dapat kembali lagi. Dengan reaksi ini, maka kita dapat mengetahui dengan jelas, bagaimana kondisi reaksi sebelum dan sesudahnya.

Kesetimbangan reaksi hanya dapat dicapai jika dari kedua arah ini menghasilkan kondisi setimbang untuk setiap muatannya. Reaksi bolak–balik memungkinkan terjadinya proses balik dari setiap kejadian kimia. Artinya, ketika sebuah proses kimia berlangsung, maka proses tersebut dapat dibalik lagi sehingga dapat diperoleh zat pertama sebelum bereaksi.

Misalnya, dua zat bereaksi (A + B), akan menimbulkan dua zat baru (C + D), maka zat baru (C+D) dapat direaksikan ulang sehingga didapatkan zat lama, yaitu (A+B).

2. Reaksi Searah

Reaksi searah adalah reaksi yang hanya berlangsung dalam searah. Reaksi ini disebut juga sebagai reaksi irreversibel yang artinya tidak pernah kembali lagi. Reaksi ini menyebabkan terciptanya zat baru, tetapi zat baru tersebut tidak dapat kita kembalkan wujudnya sehingga menjadi wujud pertamanya.

Jika ada 2 (dua) zat bereaksi, maka zat tersebut menghasilkan zat baru. Misalnya zat yang beraksi adalah (A+B), maka pada akhir reaksi akan didapatkan zat baru yaitu (C). Ketika zat C tercipta secara sempurna, maka pada saat itulah terjadi kesetimbangan kimia diantara kedua sisi reaksi, sebelum dan sesudah bereaksi.

Tetapi, meskipun terjadi kesetimbangan kimia di kedua sisi, tetapi zat baru yang dihasilkan oleh reaksi kimia ini tidak dapat dikembalikan ke wujud zat sebelumnya.

Ragam Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia yang terjadi pada proses atau reaksi kimia terjadi pada banyak zat. Seperti kita ketahui, pada setiap reaksi zat akan menghasilkan zat baru. Jika kita telaah, sebenarnya zat baru yang tercipta tersebut terdiri atas bagian zat pembentuknya.

Antara zat pembentuk dan zat yang dibentuk mempunyai jumlah yang sama.  Sementara untuk kondisi setimbang yang kita maksudkan dalam reaksi kimia terdiri atas 2 (dua) macam kesetimbangan kimia, yaitu:

1. Kesetimbangan Homogen

Kesetimbangan homogen ini merupakan bentuk kesetimbangan yang terbentuk dari proses dua zat atau lebih dengan fisik yang sama dan pada akhir proses atau reaksi didapatkan kondisi yang seimbang dengan kondisi sebelum reaksi.

Sebuah reaksi dapat dikatakan setimbang jika jumlah zat A dan zat B yang beraksi sama dengan jumlah zat A dan zat B yan terbentuk kembali. Dan, sebuah reaksi dikatakan berada pada kondisi kesetimbangan kimia apabila kecepatan reaksi  sebelum dan sesudah reaksi sama.

Kesetimbangan ini sangat tergantung pada jenis zat yang beraksi dan temperatur selama proses kimia berlangsung. Selama temperatur tetap, maka nilai kesetimbangan akan selalu tetap.

Sementara itu, jika konsentrasi yang ada dalam proses diambil rata-ratanya, maka kita menemukan yang disebut konsentrasi qoutient (CQ). Jika harga CQ berubah pada temperatur tetap, maka kesetimbangan akan bergeser dan dinamakan pergeseran kesetimbangan. Tetapi, secara alami, pergeseran ini akan kembali seperti semula.

a. Pergeseran kesetimbangan kimia

Pergeseran CQ dapat terjadi karena beberapa faktor, yaitu:

• Konsentrasi

Tingkat konsentrasi zat yang bereaksi dapat memengaruhi perubahan kondisi sehingga terjadi pergeseran kesetimbangan. Jika konsentrasi suatu zat berubah, maka konsentrasi zat yang lain akan mengisi tempat di zat yang konsentrasinya berubah.

Dengan pergeseran inilah, maka kesetimbangan ilmiah dapat tercapai kembali. Oleh karena itulah, di setiap sisinya tidak akan pernah kekurangan sebab selalu terisi kembali dengan perubahan yang ada.

• Volume atau Tekanan

Volume dan tekanan adalah dua kondisi yang saling terikat. Artinya, jika volume mengalami perubahan, maka tekanan akan mengalami perubahan juga. Dalam reaksi kimia, hal tersebut merupakan salah satu penyebab terjadinya pergeseran kesetimbangan kimia.

Dalam hal ini, didapatilah kenyataan bahwa perbesaran tekanan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih kecil, sedangkan pengecilan tekanan total menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih besar.

• Temperatur

Kita mengetahui bahwa sebuah reaksi kimia hanya dapat terjadi jika ada pengaruh dari luar. Meski demikian, kita mengenal ada reaksi endoterm dan reaksi eksoterm. Reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap panas, sedangkan reaksi eksoterm adalah reaksi yang mengeluarkan panas.

Reaksi endoterm terjadi pada proses atau reaksi kimia yang mengembalikan ke wujud semula, ke arah kiri. Sedangkan, reaksi eksoterm terjadi pada proses atau reaksi kimia yang membentuk  zat baru, ke arah kanan.

Dalam reaksi kimia jika temperatur ditingkatkan, kesetimbangan kimia akan bergeser ke arah kiri. Sementara jika temperatur diturunkan, maka kesetimbangan kimia akan bergeser ke arah kanan. Oleh karena itulah, dalam upaya menciptakan kesetimbangan, kita memberikan pengaruh temperatur pada saat melakukan proses reaksi kimia. Dengan demikian, maka kita dapat memosisikan kesetimbangan tersebut.

• Pengaruh Katalisator

Katalisator adalah zat yang bersifat katalis terhadap proses atau reaksi kimia. Zat yang bersifat katalis ini tidak memengaruhi kesetimbangan kimia dari sebuah reaksi kimia yang terjadi dalam proses.

b. Dissosiasi

Adalah penguraian gas-gas dalam ruang tertutup yang dipanaskan. Gas yang dipanaskan ini akan terurai atas komponen-komponennya sehingga terjadi kesetimbangan sebelum dan sesudah dipanaskan. Sedangkan kita kita melakukan reaksi kebalikannya, maka disebut assosiasi.

Dalam proses dissosiasi ini, kita mengenal istilah derajat dissosiasi yang menunjukkan bilangan yang menyatakan berapa bagian dari jumlah molekul mula–mula dari suatu gas yang terurai.

Berdasarkan reaksi yang terjadi, maka kita akan menjumpai beberapa kondisi pada saat dissosiasi dilakukan, yaitu:

1.  Pada temperatur  dan tekanan tetap, dissosiasi menyebabkan volume bertambah besar, makin besar  derajat dissosiasi, makin besar volume gasnya.

2.  Dissosiasi menyebabkan rapat uap menjadi lebih kecil, semakin besar derajat dissosiasi, makin besar tekanan

2. Kesetimbangan Heterogen

Adalah kesetimbangan kimia yang terjadi pada beberapa zat dengan bentuk fisik yang berbeda, misalnya ada yang berbentuk padat, ada yang berbentuk gas, dan berbentuk cair.

Seperti kita ketahui bahwa dalam ruang yang tertutup yang sebagian diisi zat cair/padat berisi uap zat kan jenuh. Pada posisi ini, antara uap dan zat terdapat suatu kesetimbangan. Sementara konsentrasi uap jenuh selama temperatur tetap selalu konstan.

Tekanan dari uap sebut tekanan maksimum uap pada suhu tersebut. Penambahan zat padat/cair tidak mengganggu kesetimbangan. Dalam hal ini, hukum-hukum gas hanya dapat berlaku pada uap yang tidak jenuh. Kesetimbangan heterogen sangat tergantung pada persitiwa ilmu alam, yaitu dengan mengetahui sifat-sifat ilmu alam zat-zat yang bereaksi.

Kesetimbangan kimia yang terjadi dalam reaksi kimia diantara zat-zat di alam ini, baik yang terjadi secara alamiah ataupun buatan. Dan, kita harus menciptakan kesetimbangan  agar reaksi kimia yang kita kondisikan dapat maksimal.