Tentu saja kata seimbang dihilangkan, apa yang seimbang tentang materi ini? Nah, pengertian dari kesetimbangan kimia ini adalah keadaan di mana reaksi kimia terjadi dengan laju dan waktu yang sama ke kanan dan ke kiri. Rasio konsentrasi (jumlah) reaktan dan produk tidak berubah terhadap waktu.
Contoh reaksi seimbang:
N2O4(g) 2NO2(g)
Keadaan kesetimbangan kimia ini tidak dapat dipengaruhi oleh penambahan katalis, meskipun dibutuhkan perbedaan waktu sampai keadaan kesetimbangan tercapai. Kesetimbangan juga merupakan proses yang dinamis atau berlangsung terus menerus tanpa henti secara mikroskopis. Konsep dasar kesetimbangan kimia
Dalam keadaan kesetimbangan dinamis, kesetimbangan terjadi karena perubahan dua arah. Simbol arah maju dan mundur adalah . Misalnya, jika ada reaksi:
aA (g) bB (g)
Ketika suhu reaksi tetap dan kedua senyawa, baik Senyawa A dan Senyawa B, berada dalam kesetimbangan. Artinya, laju atau waktu yang diperlukan senyawa A untuk membentuk 1 mol senyawa B sama nilainya dengan waktu yang dibutuhkan senyawa B untuk membentuk 1 mol senyawa A.
Penggunaan Kesetimbangan Kimia Di Kehidupan Sehari-hari
1. Aplikasi Pada Bidang Industri
Dalam industri kimia, kontrol akurat dari efek kecepatan reaksi dan konsentrasi kesetimbangan memainkan peran penting dalam proses produksi untuk mendapatkan keuntungan. Kimia dan teknik kimia mencoba menemukan kombinasi proses dan kondisi reaksi yang menghasilkan produk dalam jumlah besar dengan biaya rendah. Dengan kata lain, proses produksi yang ditemukan harus memperhatikan aspek-aspek penting seperti aspek keselamatan dan lingkungan.
2. Faktor Laju Reaksi
Secara umum, untuk menghasilkan banyak jenis zat dalam jumlah banyak, laju reaksi harus diperhatikan. Faktor yang mempengaruhi laju reaksi adalah kenaikan suhu, kenaikan konsentrasi reaktan, dan penggunaan katalis. Sekilas, pabrik kimia harus dioperasikan pada suhu tinggi dan konsentrasi reaktan tinggi untuk mencapai laju reaksi. Pabrik kimia juga harus mempertimbangkan pengaruh faktor keseimbangan kimia dan faktor ekonomi.
3. Faktor Keseimbangan - Manfaat Keseimbangan Kimia
Faktor yang mempengaruhi laju reaksi harus diperhatikan karena menentukan seberapa cepat produk terbentuk. Ini juga merupakan faktor yang sangat penting yang mempengaruhi jumlah produk yang terbentuk dalam kesetimbangan kimia. Jumlah reaksi adalah jumlah/persentase produk yang diperoleh dibandingkan dengan jumlah maksimum yang harus dibentuk oleh reaksi lengkap dari reaktan.
Misalnya, jika massa produk yang terbentuk adalah 5%, maka produk tersebut dikatakan kecil. Namun bila massa yang terbentuk adalah 95% maka produk yang dihasilkan dikatakan besar. Temperatur dan kondisi temperatur harus dimanipulasi untuk mendapatkan produk. Kondisi untuk memperoleh jumlah produk maksimum, yaitu kesetimbangan, harus berlawanan dengan laju reaksi maksimum. Misalnya, konversi belerang dioksida menjadi belerang trioksida.
4. Faktor Ekonomi - Keunggulan Kesetimbangan Kimia
Pertimbangan lain yang lebih penting ketika memilih kondisi reaksi adalah biaya penyediaannya. Misalnya, untuk menjaga suhu reaksi tetap tinggi. dalam hal ini membutuhkan biaya berupa tenaga yang dibutuhkan. Jika katalis yang murah dan cocok untuk proses reaksi ditemukan dan dapat digunakan dalam jumlah besar, maka biaya produksi berkurang.
Pemberian tekanan tinggi untuk reaksi gas juga dipertimbangkan karena ruang konstruksi yang tersedia dan perawatan peralatan. Tekanan tinggi terkadang digunakan untuk mempercepat laju reaksi dan ketika kadar produk yang tersedia seimbang. Misalnya, satu jenis polietilen dapat dibentuk dengan mengompresi gas etilen pada tekanan antara 1500 dan 2000 atm pada suhu 200 C. Suhu ini diperlukan karena reaksi berlangsung pada tingkat yang wajar. Proses alternatif menggunakan katalis khusus, Ziegler, yang dapat membentuk polietilen pada tekanan rendah, sehingga membutuhkan biaya yang jauh lebih sedikit.
5. Suhu - manfaat keseimbangan kimiawi
Karena reaksinya eksotermik, penerapan prinsip Le Chatier memprediksi bahwa pembentukan amonia dalam jumlah besar dapat terjadi pada suhu rendah. Namun, pada suhu rendah, laju reaksi terlalu lambat untuk menghasilkan amonia. Untuk mendapatkan hasil yang tepat, suhu sekitar 500 C digunakan pada laju reaksi tertinggi.
6. Tekanan mendukung keseimbangan kimiawi
Produksi amonia dicapai dengan mengurangi jumlah molekul gas, sehingga hasil meningkat pada tekanan yang lebih tinggi. Tekanan tinggi juga meningkatkan laju reaksi. Karena faktor-faktor ini, pembentukan amonia dengan cara modern pada suhu tinggi sekitar 350 atm.
7. Katalis
Seperti yang telah disebutkan, temperatur yang dapat diterima dapat digunakan dalam proses Haber karena katalis tersedia, sehingga dapat diterima untuk beroperasi pada 500 C. Sejumlah kecil katalis tersedia dalam Fe atau FeO, yaitu. kalium oksida dan aluminium oksida. merupakan katalis yang umum digunakan. Gunakan kondisi ini. Dimungkinkan untuk memproduksi amonia dalam jumlah besar dengan harga standar dan biaya yang masuk akal. Terlepas dari kondisi tersebut, rendemen yang diperoleh adalah 30-40%. Amonia yang dihasilkan dipecah menjadi nitrogen dan hidrogen dengan pencairan di bawah tekanan rendah.
Kesetimbangan Kimia Dalam Industri
Konsep reaksi kesetimbangan banyak digunakan dalam industri. Beberapa industri yang menggunakan konsep reaksi setimbang adalah industri amoniak, asam sulfat, dan asam nitrat.
1. Amonia industri (NH3)
Ammonia (NH3) adalah gas tidak berwarna dengan bau menyengat dan mudah larut dalam air. Amonia sering digunakan dalam lemari es dan dalam pembuatan pupuk, bahan peledak, plastik, dan bahan kimia lainnya. Selain itu, amonia juga digunakan sebagai pelarut.
2. Produksi H2SO4 (asam sulfat).
Proses kontak menghasilkan H2SO4(aq) yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan cat, pupuk, pewarna, deterjen dan larutan elektrolit baterai.
3. Produksi HNO3 (asam nitrat).
Senyawa THT merupakan bahan kimia penting yang digunakan sebagai bahan baku bahan peledak. Bahan peledak yang menggunakan HNO3 sebagai prekursor dapat menyebabkan ledakan yang dahsyat. Contoh bahan peledak yang menggunakan HNO3 yaitu TNT.
