Pergeseran kesetimbangan kimia terjadi ketika suatu sistem yang berada dalam keadaan setimbang dipengaruhi oleh perubahan kondisi eksternal seperti konsentrasi, suhu, atau tekanan. Prinsip ini diatur oleh Azas Le Chatelier, yang menyatakan bahwa jika suatu sistem kesetimbangan terganggu oleh perubahan konsentrasi, suhu, atau tekanan, sistem tersebut akan bergerak untuk mengurangi pengaruh gangguan tersebut sehingga mencapai kesetimbangan baru.
Pengaruh Perubahan Konsentrasi Terhadap Sistem Kesetimbangan
Peningkatan Konsentrasi Reaktan
Jika konsentrasi reaktan ditingkatkan, sistem kesetimbangan akan bergeser ke arah produk untuk mengurangi kelebihan reaktan yang ditambahkan. Pada reaksi $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$, penambahan $N_2$ atau $H_2$ menggeser kesetimbangan ke kanan sehingga menghasilkan lebih banyak amonia.
Peningkatan Konsentrasi Produk
Jika konsentrasi produk ditingkatkan, sistem akan bergeser ke arah reaktan untuk mengurangi kelebihan produk. Jika konsentrasi $NH_3$ ditingkatkan, sistem bergeser ke kiri untuk mengurai sebagian $NH_3$ menjadi $N_2$ dan $H_2$.
Penurunan Konsentrasi Reaktan
Jika konsentrasi reaktan dikurangi, sistem akan bergeser ke arah reaktan untuk menambah kembali reaktan yang hilang. Jika konsentrasi $H_2$ dikurangi, sistem bergeser ke kiri untuk menghasilkan lebih banyak $H_2$ dari $NH_3$.
Penurunan Konsentrasi Produk
Jika konsentrasi produk dikurangi, sistem akan bergeser ke arah produk untuk menggantikan produk yang hilang. Jika sebagian $NH_3$ diambil dari sistem, kesetimbangan bergeser ke kanan untuk menghasilkan lebih banyak $NH_3$.
Perubahan Volume
Pengecilan Volume
Jika volume sistem dikurangi, tekanan dalam sistem meningkat dan sistem merespons dengan bergeser ke arah yang menghasilkan lebih sedikit mol gas. Pada reaksi $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$, sistem bergeser ke kanan karena sisi produk hanya memiliki 2 mol gas dibanding 4 mol gas di sisi reaktan.
Peningkatan Volume
Jika volume sistem diperbesar, tekanan menurun sehingga sistem bergeser ke arah yang menghasilkan lebih banyak mol gas. Pada reaksi yang sama, sistem bergeser ke kiri karena sisi reaktan memiliki 4 mol gas dibanding 2 mol gas di sisi produk.
Perubahan Tekanan
Peningkatan Tekanan
Jika tekanan sistem ditingkatkan, sistem bergeser ke arah yang menghasilkan lebih sedikit mol gas untuk mengurangi tekanan. Pada reaksi $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$, sistem bergeser ke arah produk karena jumlah mol gas di sisi produk lebih sedikit.
Penurunan Tekanan
Sebaliknya, jika tekanan sistem dikurangi, sistem bergeser ke arah yang menghasilkan lebih banyak mol gas untuk meningkatkan kembali tekanan. Pada reaksi yang sama, sistem bergeser ke kiri karena sisi reaktan mengandung lebih banyak mol gas. Kesimpulannya, meningkatkan tekanan menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan lebih sedikit molekul gas, sementara mengurangi tekanan menguntungkan reaksi yang menghasilkan lebih banyak molekul gas.
Perubahan Suhu
Peningkatan Suhu (Reaksi Endoterm)
Pada reaksi endoterm yang menyerap panas, peningkatan suhu menggeser sistem ke arah yang menyerap lebih banyak panas, yaitu ke arah produk. Contohnya pembentukan nitrogen oksida $N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)$ dengan $\Delta H = +180{,}5$ kJ/mol; jika suhu dinaikkan, sistem bergeser ke arah NO.
Penurunan Suhu (Reaksi Eksoterm)
Pada reaksi eksoterm yang melepaskan panas, penurunan suhu menggeser sistem ke arah yang menghasilkan lebih banyak panas, yaitu ke arah produk. Contohnya pembentukan amonia $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ dengan $\Delta H = -92{,}4$ kJ/mol; jika suhu diturunkan, sistem bergeser ke arah $NH_3$.
Secara ringkas, pada reaksi endoterm ($\Delta H$ positif) peningkatan suhu menggeser kesetimbangan ke arah produk dan penurunan suhu ke arah reaktan; sedangkan pada reaksi eksoterm ($\Delta H$ negatif) peningkatan suhu menggeser kesetimbangan ke arah reaktan dan penurunan suhu ke arah produk.
Pengaruh Katalis pada Reaksi Setimbang
Katalis mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi sehingga kesetimbangan tercapai lebih cepat, baik ke arah pembentukan produk maupun reaktan. Namun katalis tidak mengubah posisi kesetimbangan: perbandingan konsentrasi reaktan dan produk pada kesetimbangan tetap sama seperti tanpa katalis, dan nilai tetapan kesetimbangan (K) tidak berubah.
Soal. Contoh soal pergeseran kesetimbangan kimia: Bila volume sistem diubah, manakah reaksi berikut yang tidak mengalami pergeseran kesetimbangan? (A) $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$; (B) $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$; (C) $H_2 + Cl_2 \rightleftharpoons 2HCl$; (D) $2N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2N_2O$; (E) $H_2 + CO_2 \rightleftharpoons H_2O + CO$.
Soal. Contoh soal pergeseran kesetimbangan kimia: Perhatikan reaksi $2H_2O(g) \rightleftharpoons 2H_2(g) + O_2(g)$ dengan $\Delta H = +xx$ kJ/mol. Tentukan arah pergeseran kesetimbangan jika suhu dinaikkan, suhu diturunkan, konsentrasi $H_2$ ditambah, $O_2$ dikurangi, dan tekanan diperbesar.
Soal. Contoh soal pergeseran kesetimbangan kimia: Perhatikan reaksi $2NO(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)$ dengan $\Delta H = +xx$ kJ/mol. Apabila volume tetap namun temperatur dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke arah mana dan bagaimana nilai K?
Soal. Contoh soal pergeseran kesetimbangan kimia: Perhatikan reaksi $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ dengan $\Delta H = -xx$ kJ/mol. Apabila volume tetap namun temperatur dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke arah mana, dan jika temperatur diturunkan, ke arah mana?
- Karamelisasi melibatkan reaksi dehidrasi dan reaksi Maillard yang dipengaruhi suhu dan waktu. Proses ini mengubah tekstur gula menjadi lebih kental dan menciptakan warna cokelat, sementara senyawa baru yang terbentuk memberi aroma dan rasa khas karamel.
- Ketika gula dipanaskan pada suhu 160–180 °C, sukrosa terurai menjadi senyawa lebih sederhana seperti glukosa dan fruktosa melalui reaksi dekomposisi, menghasilkan warna cokelat serta rasa yang lebih kaya dengan sentuhan kacang dan sedikit pahit.
Pergeseran Kesetimbangan Ion Besi(III)-Tiosianat
Tujuan. Mengamati perubahan warna larutan untuk membuktikan pergeseran kesetimbangan akibat perubahan konsentrasi.
Bahan.
- Larutan $FeCl_3$ dan KSCN
- Kristal $Na_2HPO_4$
- Empat tabung reaksi dan rak tabung
- Gelas kimia dan pipet tetes
- Kacamata pelindung
Langkah.
- Bentuk kelompok beranggotakan 4–5 siswa dan gunakan kacamata pelindung.
- Campurkan larutan $FeCl_3$ dan KSCN encer dalam gelas kimia hingga terbentuk larutan berwarna merah darah, lalu bagi ke dalam empat tabung reaksi sama banyak.
- Tabung 1 disimpan sebagai pembanding warna awal.
- Ke tabung 2 tambahkan beberapa tetes larutan $FeCl_3$ pekat, lalu amati perubahan warnanya.
- Ke tabung 3 tambahkan beberapa tetes larutan KSCN pekat, lalu amati perubahan warnanya.
- Ke tabung 4 tambahkan sedikit kristal $Na_2HPO_4$ yang mengikat ion $Fe^{3+}$, lalu amati perubahan warnanya dan bandingkan keempat tabung.
Pertanyaan.
- Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan antara ion $Fe^{3+}$ dan $SCN^-$.
- Ke arah mana kesetimbangan bergeser pada tabung 2, 3, dan 4? Jelaskan dengan Azas Le Chatelier.
- Mengapa warna larutan dapat digunakan sebagai indikator pergeseran kesetimbangan?
Gratis — tolong sebarkan
Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.
Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp