laporan kesetimbangan kimia

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan berjudul “Stoikiometri Reaksi” yang bertujuan untuk untuk menentukan stoikiometri reaksi sistem Pb(NO₃)₂ + NaCl + H₂O. Metode dari percobaan ini adalah berdasarkan metode variasi kontinyu, dimana dalam metode ini dilakukan sederet pengamatan kuantitas molar totalnya sama. Prinsip percobaan ini menggunakan analisa kuantitatif karena menghitung massa yang terbentuk dari hasil percobaan. Percobaan ini menggunakan larutan Pb(NO₃)₂, NaCl dan kertas saring, dimana larutan tersebut akan dicampur dan menghasilkan endapan dalam larutan lalu disaring di kertas saring dan dipanaskan sampai muncul kristal dari larutan tersebut dan kita dapat menghitung massa residu atau endapan kristal yang dihasilkan dari larutan yang dicampurkan. Massa residu diperoleh dari massa kertas saring awal dikurangi dengan massa kertas saring dengan endapan kristal. Diadakan pengulangan percobaan untuk mengetahui perbandingan konsentrasi dan massa residu yang dihasilkan dari reaksi stoikiometri.

BAB I

PENDAHULUAN

 1.1.  Latar Belakang

Selama ini, reaksi-reaksi kimia yang sering dipelajari adalah reaksi satu arah. Sebenarnya, banyak reaksi kimia yang terjadi tidak hanya satu arah melainkan membentuk keadaan setimbang. Dalam hal ini, pereaksi tidak habis bereaksi dan hasil-hasil reaksi dapat kembali lagi membentuk pereaksi. Hal ini berlangsung hingga terbentuk keadaan kesetimbangan antara pereaksi dan hasil reaksi. Kesetimbangan memiliki sifat statis dan dinamis. Namun pada reaksi kimia, kesetimbangan bersifat dinamis. Artinya, saat tercapai kesetimbangan reaksi tidak berhenti, tetapi terus berlangsung. Saat setimbang, zat-zat di sebelak kiri (reaktan) saling bereaksi sehingga molekul-molekul zat di sebelah kanan (produk) bertambah. Pada saat yang sama molekul-molekul zat di sebelah kanan berkurang dan molekul-molekul zat yang di sebelah kiri bertambah dengan laju yang sama dengan laju reaksi ke kanan. Dengan demikian, reaksi akan berlangsung terus-menerus ke dua arah dengan laju yang sama. 

Terciptanya suatu reaksi setimbang diperlukan kondisi tertentu antara lain reaksi bolak-balik, sistemnya tertutup, dan bersifat dinamis. Sistem tertutup adalah sistem dimana baik zat-zat yang bereaksi maupun zat-zat hasil reaksi tidak ada yang meninggalkan sistem. Berlangsungnya suatu reaksi secara makroskopis dapat dilihat dari perubahan suhu, tekanan, konsentrasi, warna, dll, sedangkan secara mikroskopis molekul tak mungkin bisa teramati. Kesetimbangan mengacu pada keadaan dimana proses ke kanan dan ke kiri berlangsung dengan kecepatan yang sama dan tak ada lagi perubahan bersih yang terjadi (misalnya, jumlah pereaksi dan hasil tak berubah di sepanjang waktu. Tetapan kesetimbangan menjelaskan hubungan antara konsentrasi (atau tekanan parsial dalam kasus tertentu) dari senyawa-senyawa dalam sistem yang setimbang. Nilai numeris dari tetapan tidak tergantung pada bagaimana kesetimbangan tercapai. K_c adalah hubungan yang ada di antara konsentrasi pereaksi dan hasil yang setimbang pada suhu tertentu dari suatu reaksi dapat balik.

Kesetimbangan kimia merupakan fenomena kimia umum, yang terjadi di alam. Fenomena tersebut dapat menjelaskan mengapa keasaman darah meningkat ketika konsentrasi karbondioksida terlarut dalam darah juga meningkat. Konsentrasi ozon dan oksigen di atmosfer juga dapat dijelaskan dengan konsep kesetimbangan kimia. Masalah yang sering dihadapi oleh suatu industri adalah bagaimana memperoleh hasil yang berkualitas tinggi dalam jumlah yang banyak dengan menggunakan proses yang efisien dan efektif. Bahan baku yang digunakan perlu diproses sedemikian rupa sehingga tidak banyak sisa/ residu yang harus dibuang. Pengetahuan tentang kesetimbangan kimia sangat dibutuhkan oleh beberapa industri kimia misalnya industri pembuatan amonia dan industri pembuatan asam sulfat. Dengan mempelajari konsep-konsep dari kesetimbangan kimia, maka akan mudah bagi kita untuk mengerti konsep-konsep kimia lanjutan yang mungkin akan dipelajari di hari kemudian. Oleh karena itu, percobaan ini sangat penting bagi kita semua, khususnya para mahasiswa tingkat pertama Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Syiah Kuala.

1.2.  Tujuan Percobaan     

Untuk mengetahui faktor faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia.

1.3.  Manfaat Percobaa

Praktikan mampu mengamati dan memahami tentang perubahan-perubahan pada reaksi kimia dimana perubahan inilah yang menjadi faktor yang mempengaruhi kesetimbangan.

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

Banyak reaksi-reaksi kimia yang berjalan tidak sempurna artinya reaksi-reaksi tersebut berjalan sampai pada suatu titik dan akhirnya berhenti dengan meninggalkan zat-zat yang tidak bereaksi. Pada temperatur, tekanan dan konsentrasi tertentu, titik pada saat reaksi tersebut berhenti sama. Hubungan antara konsentrasi peraksi dan hasil reaksi tetap. Pada saat ini reaksi dalam keadaan setimbang. Pada saat setimbang, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri. Kesetimbangan disini merupakan kesetimbangan dinamis, bukan kesetimbangan statis. Jadi sebenarnya reaksi masih ada tetapi karena kecepatannya sama, seakan-akan reaksi berhenti. Atas dasar ini dapat dianggap hampir semua reaksi berhenti pada kesetimbangan. Untuk reaksi sempurna, kesetimbangan sangat berat disebelah kanan. Untuk reaksi yang sangat berat di sebelah kanan.

 Umumnya suatu reaksi kimia yang berlangsung spontan akan terus berlangsung sampai dicapai keadaan kesetimbangan dinamis. Berbagai hasil percobaan menunjukkan bahwa dalam suatu reaksi kimia, perubahan reaktan menjadi produk pada umumnya tidak sempurna, meskipun reaksi dilakukan dalam waktu yang relatif lama. Umumnya pada permulaan reaksi berlangsung, reaktan mempunyai laju reaksi tertentu. Kemudian setelah reaksi berlangsung konsentrasi akan semakin berkurang sampai akhirnya menjadi konstan. Keadaan kesetimbangan dinamis akan dicapai apabila dua proses yang berlawanan arah berlangsung dengan laju reaksi yang sama dan konsentrasi tidak lagi mengalami perubahan atau tidak ada gangguan dari luar.  Untuk reaksi yang tidak berjalan, kesetimbangan sangat berat disebelah kiri. Kesetimbangan dibagi menjadi homogen dan heterogen. Homogen bila kesetimbangan terdapat pada satu fase (gas, cairan tunggal, fase padat tunggal). Heterogen bila kesetimbangan terdapat dalam lebih dari satu fase (gas, padat, gas cairan, padat cairan atau padat-padat)  (Sukardjo, 1997).

Umumnya reaksi-reaksi kimia tersebut berlangsung dalam arah bolak-balik (reversible), dan hanya sebagian kecil saja yang berlangsung satu arah. . Pada awal proses bolak-balik, reaksi berlangsung ke arah pembentukan produk, segera setelah terbentuk molekul produk maka terjadi reaksi sebaliknya, yaitu pembentukan  molekul reaktan dari molekul produk. . Ketika laju reaksi ke kanan dan ke kiri sama dan konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah maka kesetimbangan reaksi tercapai. Ketika suatu reaksi kimia berlangsung, laju reaksi dan konsentrasi pereaksipun berkurang. Beberapa waktu kemudian reaksi dapat berkesudahan, artinya semua pereaksi habis bereaksi. Namun banyak reaksi tidak berkesudahan dan pada seperangkat kondisi tertentu, konsentrasi pereaksi dan produk reaksi menjadi tetap. Reaksi yang demikian disebut reaksi reversibel dan mencapai kesetimbangan. Pada reaksi semacam ini produk reaksi yang terjadi akan bereaksi membentuk kembali pereaksi. ketika reaksi berlangsung laju reaksi ke depan (ke kanan), sedangkan laju reaksi sebaliknya kebelakang (ke kiri) bertambah, sebab konsentrasi pereaksi berkurang dan konsentrasi produk reaksi semakin bertambah.(Stephen, 2002).

Tanda “[ ]” adalah konsentrasi kesetimbangan. Kecepatan reaksi kimia pada suhu konstan sebanding dengan hasil kali konsentrasi zat yang bereaksi. Reaksi kimia bergerak menuju kesetimbangan yang dinamis, dimana terdapat reaktan dan produk, tetapi kedudukannya tidak lagi mempunyai kecenderungan untuk berubah. Kadang-kadang konsentrasi produk jauh lebih besar daripada konsentrasi reaktan yang belum bereaksi di dalam campuran kesetimbangan, sehingga reaksi dikatakan reaksi yang “sempurna”. G N Lewis memperkenalkan besaran termodinamika baru yaitu keaktifan yang bisa dipakai sebagai ganti konsentrasi. Sangat memudahkan jika keaktifan dianggap sebagai perkalian antara konsentrasi zat yang dimaksud dengan suatu koefisien keaktifan. Salah satu kegunaan konstanta kesetimbangan kimia adalah memprediksi arah reaksi. 

Untuk mempelajari kecenderungan arah reaksi, digunakan besaran Qc, yaitu hasil perkalian konsentrasi awal produk dibagi hasil perkalian konsentrasi awalreaktan yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya. Jika nilai Qc dibandingkan dengan nilai Kc, terdapat tiga kemungkinan hubungan yang terjadi yaitu: Jika Qc < Kc maka sistem reaksi reversibel kelebihan reaktan dan kekurangan produk. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah reaktan diubah menjadi produk. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah produk (ke kanan) jika Qc =  Kc maka sistem berada dalam keadaan kesetimbangan. Laju reaksi, baik ke arah reaktan maupun produk, sama dan jika Qc > Kc maka sistem reaksi reversibel kelebihan produk dan kekurangan reaktan. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah produk diubah menjadi reaktan. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah reaktan (ke kiri).  (Syukri,1999).

Dalam suatu sistem kesetimbangan, suatu katalis menaikkan kecepatan reaksi maju dan reaksi balik dengan sama kuatnya. Suatu katalis tidak mengubah kuantitas relatif yang ada dalam kesetimbangan nilai tetapan kesetimbangan tidaklah berubah. Katalis memang mengubah waktu yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan. Reaksi yang memerlukan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu untuk mencapai kesetimbangan, dapat mencapainya dalam beberapa menit dengan hadirnya katalis. Lagi pula, reaksi yang berlangsung dengan laju yang sesuai hanya pada temperatur yang sangat tinggi, dapat berjalan dengan cepat pada temperatur yang jauh lebih rendah bila digunakan katalis. Ini terutama penting jika temperatur tinggi mengurangi rendeman dari produk-produk yang diinginkan (Keenan,1984).

Kebanyakan reaksi kimia berlangsung secara reversible (dua arah). Ketika reaksi itu baru mulai, proses reversible hanya berlangsung kearah pembentukan produk, namun ketika molekul produk telah terbentuk maka proses sebaiknya yaitu pembentukan molekul reaktan dari molekul produk mulai berjalan. Kesetimbangan kimia tercapai bila kecepatan reaksi tekanan (molekul produk) telah sama dengan kecepatan reaksi ke kiri (pembentukan molekul reaktan) dan konsentrasi reaktan maupun konsentrasi produk tidak berubah-rubah lagi (konstan). Jadi, kesetimbangan kimia merupakan proses yang dinamis. Tahun 1884 Henri Louis Le Chatelier berhasil menjelaskan pengaruh faktor luar terhadap kesetimbangan, yang dikenal dengan azas Le Chatelier, yang berbunyi
“ Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi) maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut.”

Perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan pergeseran kesetimbangan.  Pengaruh konsentrasi terhadap pergeseran kesetimbangan adalahApabila dalam sistem kesetimbangan konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu zat dikurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut.  Pengaruh volume dan tekanan terhadap pergeseran kesetimbangan adalahPengaruh volume dan tekanan hanya berpengaruh pada zat yang berwujud gas. Dan jumlah koefisien pereaksi tidak sama dengan jumlah koefisien hasil reaksi. Jika tekanan diperbesar/ volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi yang kecil. Jika tekanan di perkecil/ volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi yang besar.   Pengaruh suhu terhadap pergeseran kesetimbangan adalah menurut Vant Haff, bila pada sistem kesetimbangan suhu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm). Bila suatu reaksi kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm). Dari beberapa faktor di atas, hanya perubahan temperatur (suhu)  reaksi  yang  dapat  mengubah  nilai   konstanta  kesetimbangan (Kc  maupun  Kp). Perubahan konsentrasi, tekanan, dan volume hanya mengubah konsentrasi spesi kimia saat kesetimbangan, tidak mengubah nilai K. Katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan, tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia (Purwoko, 2006).

BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN

3.1.Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah buret, gelas piala, pengaduk, kertas saring, gelas arloji, oven dan timbangan.

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Pb(NO₃)₂, larutan NaCl, dan aquadest.

DAFTAR PUSTAKA

Bresnick, Stephen. 2002. Intisari Kimia umum. Diterjemah oleh: Herlina Y. Handoko.  Jakarta: Erlangga.

Keenan, dkk. 1984. Kimia untuk Universitas. Diterjemah oleh: Aloysius Hadyana Pudjaatmaka. Jakarta: Erlangga.

Purwoko, Agus A. 2006. Kimia Dasar 1. Mataram: Mataram University Press.

Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.

Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung: ITB.