Kesetimbangan Kimia
By:
Beatrice
Phoebe Kesuma
Sherenita Devina
Vinny Vannesia Bong
2702263440
2702277736
2702274066
2702289313
SCIE6053015 - Chemistry
Lecture: Donald John Calvien H, S.Si, M.Si
FOOD TECHNOLOGY
FACULTY OF ENGINEERING
BINUS UNIVERSITY
TANGERANG
2023
1.
Introduction
Kesetimbangan kimia merupakan kondisi dimana laju reaksi maju dan reaksi balik
adalah sama, sehingga konsentrasi pelarut dan produk konstan seiring waktu. Berdasarkan
azas Le Châtelier terdapat faktor-faktor luar yang mempengaruhi kesetimbangan kimia, yaitu
perubahan konsentrasi, perubahan suhu, dan perubahan tekanan. Menaikkan konsentrasi
komponen reaksi akan membuat sistem mengurangi komponen itu. Sedangkan konsentrasi
diperkecil, sistem akan menambah komponen tersebut. Penambahan tekanan pada dengan
cara mengecilkan volume berbanding lurus dengan kenaikan konsentrasi komponen pada
reaksiKetika suhu sistem dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke daerah pihak yang
mengalami reaksi endoterm dan begitu pula sebaliknya (Ebbing & Gammon, 2017).
Pada saat-saat tertentu reaksi yang tidak sempurna akan berlangsung hingga suatu titik
dan meninggalkan zat-zat yang tidak bereaksi. Pada reaksi yang laju reaksi ke kanan maupun
kirinya sama serta konsentrasi reaktan dan konsentrasi produk tetap, tidak akan menyebabkan
perubahan. Kesetimbangan ini disebut kesetimbangan dinamis karena sebenarnya reaksi
masih berlanjut. Seperti namanya, kesetimbangan dinamis berlangsung secara terus-menerus
dalam dua arah dan tidak terjadi perubahan konsentrasi yang menyebabkan reaksi dapat
berlaku bolak-balik atau reversible (Haryono, 2019).
Dalam kehidupan sehari-hari ada banyak contoh kesetimbangan, antara lain
perubahan wujud cair, kesetimbangan dalam mulut, dan kesetimbangan dalam tubuh. Reaksi
kimia yang terjadi terdapat dua jenis, yaitu reaksi bolak-balik (reversible) dan reaksi satu arah
(irreversible). Kebanyakan reaksi kimia akan berlangsung secara reversible. Pada reaksi
reversible, reaksi berawal dengan pembentukkan produk. Setelah produk terbentuk, reaksi
akan kembali membentuk molekul reaktan dari molekul produk itu. Kesetimbangan akan
tercapai bila konsentrasi pada reaktan dan produk tidak lagi mengalami perubahan dan laju
reaksi ke kiri dan ke kanan sama (Chang & Overby, 2019).
Dalam kasus medis, proses terjadinya hypoxia juga berkaitan dengan kesetimbangan
kimia. Hypoxia adalah suatu kondisi dimana jaringan tubuh memiliki jumlah oksigen yang
rendah. Kondisi ini sering terjadi ketika kita berada di permukaan tinggi yang menyebabkan
penurunan kadar oksigen dalam tubuh.
𝐻𝑏 (𝑎𝑞) + 𝑂2 (𝑔) → 𝐻𝑏𝑂2 (𝑎𝑞)
Sesuai asas Le Châtelier, kekurangan jumlah O2 akan menggeser kesetimbangan ke arah
reaktan (kiri). Hal ini kemudian menyebabkan kekurangan HbO2 yang memicu hypoxia.
(Timberlake, 2019)
Dalam percobaan kali ini, pembuktian asas Le Châtelier akan dibahas. Asas Le
Châtelier berbunyi “Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu Tindakan maka akan
terjadi perubahan yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut.” Beberapa faktor yang
dapat memengaruhi suatu kesetimbangan kimia adalah konsentransi, katalis, dan volume.
Konsentransi zat yang ditambahkan pada produk akan mengakibatkan kesetimbangan
bergeser ke arah reaktan. Selanjutnya, ada katalis yang dapat mempersingkat waktu untuk
mencapai kesetimbangan. Volume sendiri hanya berlaku untuk campuran gas, dimana apabila
Kelompok 1
BB46
2
terjadi perubahan volume maka akan mengakibatkan perubahan konsentransi juga. Perubahan
konsentransi ini akan menggeser kesetimbangan kimia. (Timberlake, 2019)
2.
Methodology
Material. Bahan yang digunakan dalam percobaan kesetimbangan kimia adalah PbSO4
padat, KI 1M, K2SO4 1M, KSCN pekat, KSCN 1M, kristal Na2HPO4, FeCl3 pekat, FeCl3 1M,
CuSO4.5H2O dan akuades. Adapun alat yang digunakan yaitu tabung reaksi, spatula,
timbangan, pipet ukur, gelas ukur 25 ml, gelas beaker 100 ml, pengaduk gelas, cawan
penguap, hot plate, spatula, timbangan dan pipet tetes.
Menentukan reaksi bolak-balik. Pertama, tabung reaksi dimasukkan PbSO4 sebanyak 1
spatula, kemudian ditambahkan 5 ml larutan KI 1 M. Larutan tersebut diaduk dan hasilnya
dicatat. Endapan pada larutan dibuang dan kemudian dicuci dengan akuades lalu diendapkan
kembali dan dibuang larutannya sebanyak 3 kali. Selanjutnya endapan ditambahkan 5 ml
larutan K2SO4 1M lalu diaduk dan dicatat hasilnya. Larutan didekantasi dan dicuci dengan
akuades, kemudian ditambahkan larutan KI 1 M. Larutan diamati dan dicatat hasilnya.
Pengaruh perubahan konsentrasi terhadap kesetimbangan reaksi. Tabung reaksi
dimasukkan akuades sebanyak 25 ml lalu ditambahkan 2 tetes larutan KSCN 1 M dan 2 tetes
larutan FeCl3 1 M. Larutan diaduk kemudian dibagi rata ke dalam 5 tabung reaksi. Untuk
tabung reaksi 2 dimasukkan 1 tetes larutan KSCN 3M, tabung reaksi 3 dimasukkan 1 tetes
larutan FeCl3 3M, tabung reaksi 4 dimasukkan sedikit kristal Na2HPO4, dan tabung reaksi 5
dimasukkan 5 ml akuades. Kelima tabung reaksi tersebut diguncang dan dibandingkan
warnanya dengan tabung reaksi 1.
Pengaruh perubahan suhu terhadap kesetimbangan reaksi. Sebanyak 3 g CuSO4.5H2O
dimasukkan ke dalam cawan penguap. Perubahan warna yang terjadi di amati. Kemudian
padatan tersebut dibiarkan sampai dingin, lalu ditetesi dengan akuades. Perubahan yang
terjadi diamati dan dicatat hasilnya.
3.
Result and Dicussion
Menentukan reaski bolak-balik. Pada percobaan ini dilakukan dengan sejumlah padatan
PbSO4 yang dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 5 mL KI 1 M hingga
terbentuk endapan. Kemudian larutan didekantasi dan ditambahkan sedikit akuades,
dekantasi dilakukan sebanyak 3 kali sebelum akhirnya ditambahkan 5 mL K2SO4 1 M.
Selanjutnya larutan didekantasi lagi dan ditambahkan 5 mL KI 1 M untuk yang terakhir
kalinya. Hasil yang didapatkan yaitu larutan berwarna kuning dan terjadi pengendapan,
setelah didekantasi larutan yang ditambahkan K2SO4 berubah warna menjadi putih bening.
Setelah melalui tahapan dekantasi lagi, larutan kemudian ditambahkan KI dan hasil akhirnya
yaitu larutan berwarna kuning dan terdapat endapan.
Karena penambahan larutan KI di dalam tabung reaksi berisi PbSO4 menghasilkan
endapan berwarna kuning kesetimbangan akan bergeser ke kanan atau ke arah produk.
Sedangkan, setelah didekantasi dan selanjutnya ditambahkan larutan K2SO4 warnanya
Kelompok 1
BB46
3
berubah menjadi putih yang berarti kesetimbangan bergeser ke kiri atau ke arah reaktan.
Setelah didekantasi dan ditambahkan larutan KI kembali, larutan terlihat menjadi berwarna
kuning dengan endapan, artinya kesetimbangan bergeser lagi ke arah produk (Haryono,
2019). Dapat disimpulkan bahwa dalam percobaan ini reaksi kesetimbangan bergeser ke arah
zat yang ditambahkan, berikut ini adalah persamaan reaksi yang terjadi:
𝑃𝑏𝑆𝑂4 (𝑠) + 𝐾𝐼(𝑎𝑞) → 𝑃𝑏𝐼2 (𝑠) + 𝐾2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞)
𝑃𝑏𝐼2 (𝑠) + 𝐾2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞) → 𝑃𝑏𝑆𝑂4 (𝑠) + 2𝐾𝐼(𝑎𝑞)
𝑃𝑏𝑆𝑂4 (𝑠) + 2𝐾𝐼(𝑎𝑞) → 𝑃𝑏𝐼2 (𝑠) + 𝐾2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞)
Hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi adalah reaksi bolak-balik (reversible).
Aksi penambahan larutan lain dan adanya dekantasi, yaitu proses pemisahan antara larutan
dan endapan yang terbentuk. Dekantasi dalam percobaan ini bertujuan untuk membentuk
padatan yang bersih dari larutan sebelumnya dengan menggunakan akuades (Waskitho,
2019). Dengan kedua aksi ini menyebabkan sistem mengupayakan agar aksi yang dilakukan
tidak memengaruhi reaksi dan pada akhirnya dicapai kesetimbangan. Adapun faktor-faktor
yang dapat memengaruhi pergeseran kesetimbangan suatu reaksi adalah perubahan volume,
kenaikan atau penurunan temperatur, perubahan konsentrasi, perubahan tekanan, perubahan
jumlah mol, dan perubahan jumlah mol (Haryono, 2019).
Pengaruh perubahan konsentransi terhadap kesetimbangan kimia. Pada gelas beaker,
ditambahkan 5 mL akuades, 2 tetes KSCN 1 M, dan 2 tetes FeCl3 1 M. Setelah larutan
teraduk sempurna, larutan ini dibagi ke dalam 5 tabung reaksi dengan masing-masing
sebanyak 5 mL.
Tabel 1. Tabel hasil pengamatan warna larutan dalam percobaan pengaruh konsentransi
terhadap kesetimbangan kimia
Zat Awal
5 mL akuades + KSCN
1 M + FeCl3 1 M
Penambahan Zat
Hasil (Warna Larutan)
-
Bening
1 tetes KSCN 3 M
Oranye muda
1 tetes FeCl3 3 M
Merah
Padatan Na2HPO4
Bening & sedikit kuning
5 mL akuades
Bening
Persamaan reaksi yang terjadi pada percobaan kedua adalah:
Kelompok 1
FeCl3 + KSCN
⇋
Fe(SCN)3 + KCl
FeCl3 + KSCN
⇋
Fe(SCN)3 + KCl
FeCl3 + KSCN
⇋
Fe(SCN)3 + KCl
BB46
4
FeCl3 + Na2HPO4
⇋
FePO4 + HSCN + 2Na
FeCl3+ KSCN + 5H2O
⇋
Fe(H2O)5(SCN)Cl2 + KCl
Tabung reaksi pertama merupakan larutan kontrol, yang tidak ditambahkan zat apapun lagi
karena dipakai untuk sebagai pembanding warna larutan terhadap tabung-tabung lainnya.
Pada tabung reaksi kedua dan ketiga, ditambahkan 1 tetes KSCN 3 M dan 1 tetes FeCl 3
3 M yang mengakibatkan larutan berubah warna menjadi oranye muda dan merah secara
berurutan. Hal ini disebabkan penambahan ion SCN- dan Fe3+ yang mengakibatkan
kesetimbangan bergeser ke arah kanan, sehingga warna menjadi lebih pekat.
Pada tabung reaksi keempat, ditambahkan kristal NaHPO4 ke dalam larutan sehingga
warnanya menjadi pudar dan bening. Hal ini terjadi karena ion PO43- yang berikatan dengan
Fe3+ sehingga membentuk FePO4 dan ion Fe3+ mengalami penurunan agar kesetimbangan
reaksi tidak berubah. Tabung kelima juga mengalami pemudaran warna setelah ditambahkan
5 mL akuades yang disebabkan oleh pergeseran kesetimbangan ke arah kiri. Warna yang
lebih bening didapatkan karena jumlah pereaksi yang dikurangi setelah penambahan air.
Prinsip Le Châtelier berbunyi “Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu
tindakan maka akan terjadi perubahan yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut.”
Dalam percobaan ini, faktor yang memengaruhi kesetimbangan kimianya adalah perubahan
konsentransi. Apabila kita menambahkan atau mengurangi zat pada larutan, maka reaksi
kimia akan terjadi untuk mengganti konsentransi zat yang terganti. Pada penggunaan reaktan
atau produk dalam bentuk padatan ataupun cairan murni , maka perubahan jumlah zat tidak
akan memengaruhi kesetimbangan kimia . Dalam reaksi kesetimbangan, penambahan reaktan
atau pengurangan produk akan menghasilkan lebih banyak produk, sementara penambahan
produk atau pengurangan reaktan akan menghasilkan lebih banyak reaktan. (Ebbing &
Gammon, 2017). Percobaan ini telah membuktikan prinsip Le Châtelier yang menjelaskan
tentang pengaruh konsentransi terhadap kesetimbangan kimia.
Pengaruh perubahan suhu terhadap kesetimbangan reaksi. Percobaan ini dilakukan
menggunakan 3 gram CuSO4.5H2O yang telah disediakan. Lalu kristal dipanaskan dalam
beaker glass dengan hotplate. Selama dipanaskan, CuSO4.5H2O yang awalnya bewarna biru,
akan perlahan berubah menjadi kristal bewarna putih. Setelah itu, pemanasan dihentikan dan
dibiarkan dingin untuk beberapa waktu. Lalu kristal putih ditetesi akuades, maka warna
kristal akan berubah seperti semula, yaitu biru. Dalam percobaan ini, faktor yang
mempengaruhi kesetimbangannya menurut azas Le Chatelier adalah perubahan temperatur.
Kristal CuSO4.5H2O yang dipanaskan berarti menyerap kalor dari lingkungan masuk ke
sistem. Hal ini menyebabkan reaksi maju ke arah endoterm (produk) atau dari arah kiri ke
kanan. Sedangkan pada saat kristal putih hasil pemanasan ditetesi air, akan terjadi pelepasan
kalor dari sistem ke lingkungan. Artinya reaksi akan balik ke arah eksoterm (reaktan) atau
dari arah kanan ke kiri (Chang & Overby, 2019). Berikut adalah persamaan reaksinya:
-
Persamaan reaksi saat dipanaskan
𝐶𝑢𝑆𝑂4 . 5𝐻2 𝑂(𝑠) → 𝐶𝑢𝑆𝑂4(𝑠) + 5𝐻2 𝑂(𝑔)
Kelompok 1
BB46
5
-
Persamaan reaksi saat ditetesi air
𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 5𝐻2 𝑂𝑎𝑞 → 𝐶𝑢𝑆𝑂4 . 5𝐻2 𝑂(𝑠)
Perubahan warna kristal pada saat dipanaskan dari warna biru menjadi warna putih
berhubungan dengan kadar H2O. Tembaga(II) sulfat pentahidrat termasuk hidrat yang
merupakan senyawa dengan kandungan molekul air yang terikat secara lemah dalam
kristalnya. Kristal CuSO4.5H2O akan menguap meninggalkan kristal CuSO4 bewarna putih.
Kristal ini disebut Tembaga(II) sulfat anhidrat. Sedangkan saat ditetesi akuades, kristal
anhidrat akan kembali bewarna biru karena molekul air terikat lagi (Ebbing & Gammon,
2017).
4.
Summary
Pada percobaan pertama dapat disimpulkan bahwa ketika larutan ditambahkan KI,
maka akan menghasilkan endapan berwarna kuning yang artinya kesetimbangan bergeser ke
arah kanan dan saat larutan ditambahkan larutan K2SO4 warnanya berubah menjadi putih
yang berarti kesetimbangan bergeser ke kiri. Untuk percobaan kedua menerapkan konsep dari
pengaruh konsentransi terhadap kesetimbangan kimia sesuai asas Le Châtelier. Pada tabung
reaksi yang terdapat penambahan zat reaktan, akan menghasilkan produk lebih banyak
(warna lebih pekat), dan pada tabung yang terdapat penambahan zat produk, warna larutan
akhir memudar karena produk berkurang. Pada percobaan terakhir terlihat bahwa kristal yang
awalnya biru berubah menjadi putih ketika dipanaskan, hal ini berarti reaksi ke arah kanan
dan ketika kristal putih ditetesi akuades, kristal berubah menjadi biru lagi, yang artinya reaksi
ke arah kiri.
5.
References
Ebbing, D. D., & Gammon, S. D. (2017). General Chemistry. Cengage Learning.
Haryono, H. E. (2019) Kimia dasar. Yogyakarta: Deepublish.
Heny Ekawati Haryono. (2019). Kimia Dasar. Yogyakarta: Deepublish.
Raymond Chang. (2019). Chemistry thirteenth edition. McGraw-Hills education.
Timberlake, K. C. (2019). Basic Chemistry. Pearson Education (US).
Kelompok 1
BB46
6
Waskitho, D. A. (2019). Metode Pemisahan Campuran Dekantasi. Retrieved October 20,
2023, from https://civitas.uns.ac.id/10719020Damarisadiwaskitho/metode-pemisahancampuran-dekantasi/#
Kelompok 1
BB46
7