Apa itu Kesetimbangan Kimia?

Reaksi di alam  sekitar  kita  banyak  terjadi  reaksi-reaksi  kimia,  seperti fotosintesis. Fotosintesis adalah  proses  kimia  yang mengubah  karbondioksida  dan  air  menjadi  karbohidrat  dan  oksigen,  di  mana  reaksi  ini berkataliskan klorofil dan menggunakan sinar matahari sebagai energi untuk reaksi.Reaksi-reaksi yang dilakukan di laboratorium pada umumnya berlangsung satu arah.Tetapi ada juga reaksi yang dapat berlangsung dua arah atau dapat balik.Reaksi searah disebut juga reaksi irreversibel. Reaksi dapat balik atau dapat berubah lagi menjadi zat-zat semula disebut juga reaksi reversibel. Reaksi dapat balik yang terjadi dalam satu sistem dan laju reaksi ke arah hasil atau sebaliknya sama disebut reaksi dalam keadaan setimbang atau reaksi kesetimbangan.  Reaksi kesetimbangan banyak terjadi pada reaksi-reaksi dalam wujud gas. Sistem yang termasuk reaksi kesetimbangan disebut sistem kesetimbangan.

Kesetimbangan kimia adalah ilmu yang mempelajari semua proses yang dapat berlangsung dua arah, artinya proses atau reaksi yang dapat balik. Jika suatu kimia telah mencapai keadaan kesetimbangan maka konsentrasi reaktan dan produk menjadi konstan sehingga tidak ada perubahan yang teramati dalam sistem. Meskipun demikian, aktivitas molekul tetap berjalan, molekul-molekul reaktan berubah mnjadi produk secara terus-menerus sambil molekul-molekul produk berubah menjadi reaktan kembali dengan kecepatan yang sama.

Sedikit sekali reaksi kimia yang berjalan ke satu arah saja, kebanyakan adalah reaksi dapat balik. Pada awal reaksi dapat balik, reaksi berjalan ke arah pembentukan produk. Sesaat setelah produk tersebut, pembentukan reaktan produk juga mulai berjalan. Jika kecepatan reaksi maju dan reaksi balik adalah sama, dan dikatakan bahwa kesetimbangan kimia telah dicapai. Harus diingat bahwa kesetimbangan kimia melibatkan beberapa zat yang berbeda sebagai reaktan dan produk. Kesetimbangan antara dua fase zat-zat yang sama disebut kesetimbangan fisika, perubahan yang terjadi adalah proses fisika.

Jadi kesetimbangan reaksi disebut juga dengan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan dinamis adalah pada keadaan-keadaan setimbang reaksi tidak diam (statis), tetapi terjadi dua reaksi berlawanan arah yang mempunyai laju reaksi sama. Pada keadaan tidak setimbang ini tidak terjadi lagi perubahan bersih dalam sistem reaksi. Misalnya  kesetimbangan dinamis yang diasumsikan dalam kehidupan sehari-hari.

Air dipanaskan dalam wadah tertutup sampai air menguap. Pada saat air menguap, uap air tertahan pada permukaan tutup wadah. Selanjutnya, uap air tersebut akan mengalami kondensasi,yaitu uap air menjadi cair kembali, kemudian jatuh ke dalam wadah. Pada wadah tersebut terjadi dua proses yang berlawanan arah, yaitu proses penguapan yang arahnya ke atas dan proses kondensasi yang arahnya ke bawah. Pada saat tertentu laju proses penguapan dan laju proses kondensasi akan sama. Hal itu dapat kita lihat volume air dalam wadah tersebut adalah tetap. Keadaan seperti itu disebut kesetimbangan dinamis.

Kesetimbangan akan terjadi bila suatu reaksi kimia dapat berlangsung dua arah. Pada saat kesetimbangan tercapai, kecepatan reaksi ke kiri adalah sama dengan kecepatan reaksi ke kanan. Sistem kesetimbangan homogen terjadi bila dalam sistem terdapat satu fasa. Sedangkan jika fasa komponen zat lebih dari satu atau berbeda disebut kesetimbangan heterogen.

              Kp atau Kc merupakan tetapan pada temperatur tertentu yang tetap dan hanya berlaku untuk gas. Dengan demikian, kesetimbangan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi, tekanan, volume, dan temperatur. Pengaruh konsentrasi, tekanan, volume, dan temperatur pada kesetimbangan dijelaskan menurut Le Chatelier, maka pada sistem akan timbul reaksi yang berusaha untuk menetralkan aksi tersebut, sehingga harga tetapan kesetmbangan tetap.

Pada kesetimbangan heterogen, apabila fas azat adalah padat dan gas, maka harga Kp hanya tergantung pada fasa gas, karena harga aktivitas zat padat adalah : Pengaruh konsentrasi, tekanan, dan temperatur pada kesetimbangan heterogen adalah sama dengan pengaruhnya kesetimbangan homogen.

Penerapan sistem kesetimbangan dalam proses industri pada kondisi-kondisi tertentu (konsentrasi, tekanan, katalis, dan temperatur) dilakukan agar proses dapat dilakukan secara ekonomis. Salah satu proses yang mengguanakan prinsip sistem kesetimbangan dalam reaksi adalah proses Haber-Bosch dalam pembentukan amonia.