KESETIMBANGAN KIMIA

A.    Pendahuluan

1.      Latar Belakang

Di lingkungan sekitar kita sering terjadi reaksi kimia, baik secara kita sadari atau tidak. Pada dasarnya semua reaksi dapat kembali ke keadaan semula. Biasanya terjadi pada reaksi bolak-balik atau yang sering kita sebut dengan keadaan setimbang. Dalam beberapa percobaan beberapa reaksi dapat langsung direaksi kan menjadi reaktan kembali.

Suatu kesetimbangan kimia dapat mengalami pergeseran. Pergeseran tersebut disebabkan oleh perubahan suhu, perubahan konsentrasi, perubahan volume, dan perubahan tekanan ruangan. Pada reaksi kesetimbangan, katalisator hanya berpengaruh memperbesar laju reaksi maju dan reaksi balik sama kuat, sehingga dapat mempercepat terjadinya kesetimbangan.

Dalam praktikum ini kita akan menetapkan hokum kesetimbangan kimia dan tetapan kesetimbangan dengan bantan alat spektrofotometer. Dalam pertanian, penerapan kesetimbangan berperan dalam pembuatan amoniak dengan proses Haber Bosch dan pembuatan asam sulfat menurut proses kontak. Amoniak sangat penting dalam bidang pertanian karena amoniak merupakan sumber nitrogen bagi tanaman. 

2.      Tujuan Praktikum

Praktikum  acara IV Kesetimbangan Kimia ini bertujuan untuk menentukan hukum kesetimbangan dan tetapan kesetimbangan kimia.

3.      Waktu dan Tempat

Praktikum acara IV ini dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 25 November 2010 pada pukul 11.00 – 12.30 WIB di Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B.     Tinjauan Pustaka

Kesetimbangan dalam larutan adalah keadaan ketika laju reaksi pembentukan ion dari molekulnya sama dengan laju reaksi pembentukan molekul dari ionnya. Pada saat reaktan berkurang laju reaksi maju menurun, sedang pada saat hasil reaksi bertambah dan laju reaksi balik naik. Pada saat reaksi maju sama dengan laju reaksi balik maka kesetimbangan kimia terjadi. (Anonim, 2001).

Suatu reaksi kimia dapat berlangsung secara sempurna jika terjadi suatu kesetimbangan dari reaksi tersebut. Kesetimbangan dibagi menjadi dua macam, yaitu kesetimbangan homogeny dan kesetimbangan heterogen. Homogeny bila terdapat hanya satu fase, sedangkan heterogen bila terdapat lebih dari satu fase. Pada saat asetimbang kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri. Kesetimbangan merupakan kesetimbangan dinamis bukan statis. Kesetimbangan dapat dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi, tekanan, volume dan temperature. Dalam hal ini kondisi reaksi menentukan hasil reaksi kesetimbangan (Keenan. 1989).

Kecepatan reaksi kimia pada suatu konstan sebanding dengan hasil kali konsentrasi zat yangbereaksi. Reaksi kimia bergerak menuju kesetimbangan yang dinamis, dimana terdapat reaktan dan produk, tetapi keduannya tidak lagi mempunyai kecenderungan untuk berubah. Kadang-kadang konsentrasi reaktan yang belum bereaksi di dalam campuran kesetimbangan, sehingga reaksi dikatakan reaksi  yang “sempurna”. GN Lewis memperkenalkan besaran termodinamika baru yaitu keaktifan yang bias dipakai sebagai ganti antara konsentrasi zat yang dimaksud dengan suatu koefisien keaktifan (Syukri, 1999).

Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan apabila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tidak dapat campur, maka pada suatu temperature konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tak bergantung pada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Dalam kesetimbangan kimia, jika tekanan diperbesar sama dengan volume diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser kea rah jumlah koefisien gas yang lebih kecil. Dan jila tekanan diperkecil sama dengan volume diperbesar maka kesetimbagan akan bergeser kea rah jumlah koefisien  gas yang lebih besar (Atkins, 1997).

Cara sistem kesetimbangan bereaksi apabila diganggu, dapat diprediksi oleh suatu asas yang dinyatakan oleh seorang ahli kimia Perancis pada tahun 1888 yaitu Henry Le Chateleir (1850-1936). Ia menyatakan bahwa apabila suatu sistem diganggu maka sistem akan menanggapi gangguan tersebut dengan mengurangu gangguan tersebut dan bila mungkin mengembalikan sistem ke keadaan setimbang kembali. Pernyataan ini sekarang dikenal dengan asas Le Chateleir (Brady, 1998).

Dalam kesetimbangan suatu larutan, apabila jumlah koefisien di sebelah kiri sama dengan jumlah koefisien di sebelah kanan, factor tekanan dan volume tidak mempengaruhi pergeseran kesetimbangan dan jika suhu dinaikkan maka kesetimbangan bergeser ke ara yang endotermis dan jika diturunkan maka kesetimbangan bergeser kea rah reaksi yang eksotermis (dalil Van’t Hoff). Air dan karbontetraklorida memiliki perbedaan kepolaran dalam suatu kelarutan dalam hal ini air merupakan pelarut polar sedangkan karbontetraklorida merupakan pelarut nonpolar. (Syukri, 1999).

Apabila kedua pelarut yang berbeda kepolaran dalam kelarutan tersebut dicampurkan maka mereka tidak akan bias bercampur. Diperlukan suatu zat perantara untuk dapat membuat kedua pelarut yang berbeda kepolaran tersebut dapat bercampur. Dalam hal ini zat antara merupakan suatu zat yang dapat bercampur dalam keadaan polar apabila dilarutkan dalam suatu pelarut polar dan juga dapat bercampur apabila dilarutkan dalam pelarut non polar (Keenan, 1989).

Pada asasnya, hubungan antara laju reaksi dengan kesetimbangan relatif sederhana. Bila produk sutau sistem kimia dapat bereaksi membentuk zat-zat asli, maka perubahan itu dikatakan reversible. Dalam reaksi kimia yang reversible, terdapat suatukondisi kesetimbangan kimia bila sepasang reaksi yang berlawanan, yakni reaksi maju dan reaksi balik berlangsung dengan laju yang sama (Kleinfelter, 2005)

Hukum kesetimbangan menurut Guldberg dan Waage adalah “dalam sistem kesetimbangan pada suhu tertentu, hasil kali konsentrasi zat-zat reaksi dibagi hasil kali zat-zat sisa pereaksi dan masing-masing konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap (konstan)”. Sedangkan pergeseran kesetimbangan menurut Asas Le Chatelier adalah “jika sistem kesetimbangan diadakan suatu aksi, maka sistem akan berubah sedemikian sehingga pengaruh aksi sekecil mungkin” (Mosso, 1997).

Rumus tetapan kesetimbangan yang menggambarkan kesetimbangan antara ion yang sedikit larut dengan ion-ionnya dalam larutan berair dinamakan tetapan hasil kali ke, disingkat Ksp. Pelarutan senyawa ion yang sedikit larut semakin rendah kelarutanya dengan kehadiran senyawa lain yang memberikan ion senama. Kehadiran ion tak senama cenderung meningkatkan kelarutan. Pengaruh ion tak senama lebih dikenal dengan istilah pengaruh garam (Petrucci, 1995).

C.    Alat. Bahan dan Cara Kerja

1.    Alat

a.    Beker glass 50 ml

b.    Pipet

c.    Gelas ukur

d.   Tabung reaksi

e.    Spektrofotometer

2.    Bahan

a.    Aquades

b.    Fe(NO3)3 0,2 M

c.    KCNS 0,002 M

3.    Cara Kerja

a.    Menyediakan 5 tabung reaksi bersih (beri label no 1-5)

b.    Memasukkan 5 ml larutan KCNS 0,002 M tiap tabung

c.    Dalam tabung 1 dimasukkan larutan Fe(NO3)3 0,2 M larutan dalam tabung 1 menjadi larutan standar

d.   Memasukkan larutan Fe(NO3)3 0,2 M 10 ml ke dalam baker glass 50 ml dan tambahkan aquades hingga volume larutan menjadi 25 ml (larutan A)

e.    Mengambil 5 ml larutan A dan masukkan ke dalam tabung 2.

f.     Memgambil 5 ml larutan A diatas dan masukkan ke dalam baker glass 50 ml, tambahkan aquades hingga volume 25 ml (larutan B)

g.    Ambil 5 ml larutan perlakuan B, masukkan ke dalam tabung 3

h.    Ulangi langkah-langkah tersebut hingga tabung ke-5 berisi 5 ml larutan

i.      Menentukan konsentrasi larutan setiap tabung dengan spektrofotometer

j.      Mencari hubungan yang konstan, antara konsentrasi berbagai ion dalam keadaan setimbang dari masing-masing tabung reaksi.

D.    Hasil Praktikum dan Analisis Hasil Praktikum

1.      Hasil Praktikum

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standart

X (konsentrasi)	Y (absorbansi)
0	0,000
1,5	0,178
3	0,302
4,5	0,551
6	0,702
7,5	0,989

Sumber : Laporan Sementara

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran absorbansi Larutan Sampel

Tabung ke-	Y (absorbansi)
2	0,026
3	0,115
4	0,566
5	0,903

Sumber : Laporan Sementara

2.    Analisis Hasil Praktikum

Dari hasil pengukuran absorbansi larutan standard diperoleh nilai

a = 123,75

b = 22,5

r = 0,996

Sehingga diperoleh persamaan garis regresi

y = a + bx, atau y = 123,75 + 22,5x

untuk menggambarkan garis regresi maka

x = 0 sehingga y        = 123,75 + 22,5.0

                                  = 123,75

Titik bantu persamaan (0, 123,75)

y = 0 sehingga          y = 123,75 + 22,5.x

                                               0 = 123,75 + 22,5.x

                                       -22,5x = 123,75

                                                     

                                   = -5,5

Titik bantu kedua (-5,5, 0)

Grafik Hubungan antara Larutan Standar dan Absorbansi

E.     Pembahasan dan Kesimpulan

1.      Pembahasan

Kesetimbangan dalam larutan adalah keadaan ketika laju reaksi pembentukan ion dari molekulnya sama dengan laju reaksi pembentukan molekul dari ionnya. Pada saat reaktan berkurang laju reaksi maju menurun, sedang pada saat hasil reaksi bertambah dan laju reaksi balik naik. Pada saat reaksi maju sama dengan laju reaksi balik maka kesetimbangan kimia terjadi.

Pada hasil pengamatan diperoleh nilai absorbansi larutan standart dari konsentrasi 0 sampai 7,5 adalah  0,000; 0,178; 0,302; 0,551; 0,702; 0,989. Hal ini berarti sesuai dengan teroti yaitu bila kosentrasi semakin besar atau semakin pekat, maka nilai absorbansi semakin besar. Begitu juga sebaliknya. Bila kosentrasi larutan semakin encer, maka nilai absorbansinya semakin mengecil pula.

Faktor yang mempengaruhi kesetimbangan adalah perubahan konsentrasi, perubahan volume atau tekanan, dan perubahan suhu. Pengaruh konsentrasi pada pergeseran kesetimbangan apabila konsentrasi salah satu zat diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser kearah yang berlawanan dari zat tersebut, sebaliknya jika konsentrasi salah satu zat diperkecil maka akan bergeser kearah zat tersebut. Perubahan volume, jika tekanan diperbesar sama dengan volume diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi kecil dan sebaliknya jika tekanan diperkecil sama dengan volume diperbesar maka reaksi ekan bergeser ke arah koefisien besar. Perubahan suhu jika suhu dinaikkan akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor, sebaliknya jika suhu diturunkan maka akan, sebaliknya jika suhu diturunkan maka akangeser ke arah yang membebaskan kalor.

2.      Kesimpulan

Dari praktikum acara IV ini dapat disimpulkan bahwa:

a.  Dalam pengukuran absorbansi larutan standart jika konsentrasi naik maka nilai absorbansi juga akan naik.

b.  Dalam pengukuran larutan sampel pada tabung ke-5 nilai absorbansinya 0,026, tabung ke-4 nilai absorbansinya 0,115, tabung ke-3 nilai absorbansinya 0,566, tabung ke-2 nilai absorbansinya 0,903.

c.  Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa hasil dari pencampuran Fe(NO3)3 dengan KCNS, yang diencerkan dengan aquadest tidak mengalami ketetapan kesetinbangan, karena garis absorbansinya berlawanan arah dengan garis regresi

 DAFTAR PUSTAKA

Anonym. 2001. www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets. Di unduh tanggal 9 Desember 2010, pukul 19.23 WIB.

Atkins, P.W.1990. Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat, Penerbit Erlangga. Jakarta.

Brady, James E. Chemistry Principles and Structure. John Willey & Sons. New York.

Keenan. 1999. Kimia Untuk Universitas. Erlangga. Jakarta.

Kleifelter. 2005. Kimia untuk Universitas. Erlangga. Jakarta.

Mossom, Louis T. 1997. Chemistry Made Easy. Dell. New York.

Petrucci. H. 1995. Kimia Dasar, Prinsip, dan Terapan Modern. Erlangga. Jakarta.

Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Penerbit Rineka Cipta. Jakarta.

Tony, Bird. 1987. Kimia Fisika Untuk Universitas. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta