Kesetimbangan Kimia: Jenis, Rumus dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya

Sebelum mempelajari kesetimbangan kimia, aku beri sebuah analogi sederhana untuk memahaminya. Pernahkah kalian membeli ikan di pasar? pernah dong ya. biasanya para penjual akan menggunakan neraca duduk untuk menimbang massa ikan tersebut. Pastinya mereka akan memastikan bahwa anak timbangan yang mereka atur sama dengan massa ikan yang kalian beli. 

Nah, ilustrasi di atas adalah contoh dari prinsip kesetimbangan. Lalu, apa sih pengertian kesetimbangan kimia, bagaimana ciri-ciri, rumus serta jenis-jenisnya? Simak penjelasan di bawah ini.

Definisi Kesetimbangan Kimia

Salah satu reaksi dalam ilmu fisika adalah reaksi kesetimbangan kimia. Reaksi ini menyatakan suatu kondisi dalam reaksi kimia saat konsentrasi produk dan reaktan tidak berubah alias dalam keadaan seimbang. 

Prinsip kesetimbangan kimia ini tercipta saat laju reaksi maju (ke kanan) atau produk setara atau sama dengan laju reaksi balik (ke kiri) atau reaktan dalam waktu bersamaan. Singkatnya, reaksi ini berlangsung secara reversibel (bolak balik). Nah, notasi untuk menyatakan kesetimbangan adalah (⇄) yang berarti menandakan laju reaksi tersebut berlangsung dua arah atau timbal balik. 

Contoh reaksi kesetimbangan kimia:

aA + bB ⇋ cC + dD

Artinya adalah larutan A ketika bereaksi dengan larutan B akan membentuk reaktan C dan D. Lebih jelasnya, diibaratkan ketika tumbuhan melakukan fotosintesis. Maka ia menggunakan bantuan sinar matahari. karbon dioksida dan air untuk menghasilkan produk berupa karbohidrat (glukosa) dan oksigen yang diperlukan oleh manusia.

Selanjutnya, proses ini termasuk bolak-balik (reversible) karena produk berupa oksigen tersebut akan berubah menjadi karbon dioksida sebab adanya hasil respirasi dari makhluk hidup lainnya. Hal ini membuat tumbuhan akan menyerap kembali gas karbon dioksida untuk diubah menjadi produk karbohidrat dan oksigen baru. Proses ini berlangsung secara terus menerus dan bekerja dalam sistem reaksi tertutup. 

Faktor-Faktor Kesetimbangan Kimia

Lalu, apa aja sih faktor kesetimbangan kimianya? kepo ya? Berikut adalah faktor yang menyebabkan terjadinya reaksi reversibel atau bolak-balik, antara lain:

Volume

Faktor pertama adalah kuantitas volume. Apabila gas mengalami penurunan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi yang mempunyai molekul lebih sedikit. Sebaliknya, jika gas ditambahkan, maka kesetimbangan akan bergerak menuju ke arah molekul yang lebih banyak. Hal ini bertujuan untuk menjaga kesetimbangan.

Tekanan

Faktor kedua adalah pengaruh tekanan. Tekanan ini akan mempengaruhi kesetimbangan kimia. Ketika tekanan meningkat maka kesetimbngan akan bergeser ke arah sisi yang molekulnya lebih kecil, dan akan bergeser berlawanan arah ketika jumlah molekulnya lebih besar. 

Suhu

Masih ingatkah tentang endoterm dan eksoterm pada materi kimia sebelumnya? Nah, suhu ternyata berperan penting dalam menjaga kesetimbangan kimia, lho. Kok bisa sih? karena reaksi endoterm atau menerima kalor akan terjadi ketika adanya peningkatan suhu pada suatu reaktan atau produk. Sebaliknya, penurunan suhu akan berpengaruh yakni menghasilkan reaksi kimia eksoterm. 

Konsentrasi 

Konsentrasi sangat berpengaruh terhadap laju reaksi kesetimbangan kimia. Jika konsentrasi reaktan ditambah pada produk,maka ia akan bergeser ke produk. Sebaliknya, jika konsentrasi produk ditambah ia akan bergeser ke reaktan.

Ciri-Ciri Kesetimbangan Kimia

1. Terjadi pada wadah tertutup, dengan tekanan dan suhu tetap
2. Reaksi terjadi secara dinamis dalam dua arah yang berlawanan
3. Persamaan reaksi meliputi produk di ruas kanan dan reaktan di sebelah kiri
4. Tidak adanya perubahan secara makroskopis (dapat terlihat oleh mata)
5. Terdapat perubahan mikroskopis yakni perpindahan partikel 
6. Jumlah atau kuantitas produk dan reaktan sama besar dan seimbang. 

Baca Juga : Mengenai Teori Atom Beserta Tokoh-Tokohnya yang Termasyhur

Jenis-Jenis Kesetimbangan Kimia

Selanjutnya, kesetimbangan kimia terbagi menjadi dua, antara lain:

Kesetimbangan Homogen

Kesetimbangan ini terjadi karena zat-zat tersebut mempunyai wujud yang sama. Contohnya adalah seperti:

1. Reaksi kimia antara besi (III) dengan ion tiosianat membentuk ion besi tiosianat 2+. Dari persamaan reaksi dibawah, dapat kita simpulkan jika larutan besi (III) yang bercampur dengan larutan  ion tiosianat akan menghasilkan larutan besi tiosianat. 

Rumus kesetimbangan homogen:

mA (g) + nB (g) ⇋ pC (g) + qD (g)

Contoh: Fe³⁺ (aq) + SCN– (aq) ⇋ [Fe(SCN)]²+ (aq)

Terdapat reaksi eksoterm atau melepas kalor pembentukan nitrogen dioksida, berasal dari dua unsur yakni gas nitrogen dan gas oksigen. Peristiwa kenaikan suhu dapat menyebabkan berkurangnya konsentrasi NO₂.

Rumus kesetimbangan heterogen:

mA (g) + nB (s) ⇋ pC (g) + qD (g)

Contoh: N₂ (g) + O₂ (g) ⇋ 2NO (g)

Kesetimbangan heterogen

Selanjutnya, adaa kesetimbangan heterogen. Ini adalah kebalikan dari kesetimbangan pertama yang dimana zat-zat baik pada produk dan reaktan mempunyai wujud yang berbeda. 

1. Reaksi padatan kalsium oksida bereaksi dengan gas karbon dioksida akan menghasilkan padatan kalsium karbonat. Fase pada reaktan adalah berbeda, begitupun dengan produk yang terbentuk.
   Contoh: CaO (s) + CO₂
    (g) ⇋  CaCO₃ (s) 
2. Karbondioksida yang bercampur dengan gas hidrogen akan melakukan reaksi bolak balik dengan produk berupa gas karbondioksida dan air.
   Contoh: CO₂ (g) + H₂ (g) ⇋ CO (g) + H₂O (l)

Rumus Kesetimbangan Kimia

Sebelumnya, tetapan kesetimbangan dibagi menjadi dua yakni kesetimbangan konsentrasi (Kc)  dan tekanan parsial (Kp)

1. Tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc)

Adapun rumus tetapan kesetimbangan (Kc) adalah: 

K = tetapan kesetimbangan

[A] = nilai [A], molaritas zat A (M)

[B] = nilai [B], molaritas zat B (M)

[C] = nilai [C],  molaritas zat C (M)

[D] = nilai [D], molaritas zat D (M)

Tetapan kesetimbangan ini berdasarkan konsentrasi zat (Kc) untuk larutan aqueous dan zat gas saja. Sedangkan zat padat (s) dan zat cair (liquid) tidak dapat memenuhi persamaan tetapan kesetimbangan.

2. Tetapan kesetimbangan tekanan parsial (Kp)

Sesuai namanya, tetapan kesetimbangan ini untuk zat yang berwujud gas. Sebaliknya, zat yang mempunyai wujud padat (s) dan cair (liquid) tidak bisa memenuhi persamaan tetapan kesetimbangan tekanan parsial (Kp). Berikut rumus tetapan kesetimbangan tekanan parsial (Kp).

Keterangan: 

• PA = tekanan parsial pada zat A
• PB = tekanan parsial pada zat B
• PC = tekanan parsial pada zat C
• PD = tekanan parsial pada zat D

Baca Juga : Mengenal Berbagai Bentuk Molekul Kimia dan Teorinya

Kesimpulan

Kesetimbangan kimia merupakan reaksi yang  menyatakan suatu kondisi dalam reaksi kimia saat konsentrasi produk dan reaktan tidak berubah alias dalam keadaan seimbang. Selanjutnya, faktor-faktor yang menyebabkan kesetimbangan antara lain pengaruh volume, tekanan, suhu, dan konsentrasi. 

Oleh karena itu,terdapat ciri-ciri kesetimbangan kimia yang harus dipenuhi supaya menciptakan kesetimbangan reversibel. Jenis-Jenis kesetimbangan terbagi berdasarkan jenis zat yang terkandung. 

Nah, bagaimana sudah paham bukan?Belajar kimia memang butuh banyak latihan soal ya kawan literasi.  Semoga bermanfaat ya!