Pengertian Kesetimbangan Kimia, Ciri-ciri, & Faktornya

tirto.id - Kesetimbangan kimia terjadi saat laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik. Zat reaktan dan produk tetap ada dalam jumlah tetap meskipun reaksi tetap berlangsung. Sistem ini bersifat dinamis karena perubahan terus terjadi pada tingkat partikel.

Reaksi kimia terdiri dari reaksi searah dan reaksi dua arah. Reaksi searah menghasilkan produk yang tidak bisa kembali menjadi reaktan. Reaksi dua arah memungkinkan zat bereaksi bolak-balik hingga mencapai kesetimbangan.

Contoh reaksi bolak-balik terlihat saat merebus air dalam panci tertutup. Air menguap lalu mengembun kembali ke dalam wadah. Proses ini terus berlangsung karena jumlah air yang menguap sama dengan yang mengembun.

Rangkuman Materi Kesetimbangan Kimia

Konsep Kesetimbangan kimia menggambarkan situasi di mana zat pereaksi dan produk berada dalam jumlah tetap karena laju reaksi keduanya seimbang. Fenomena ini hanya dapat terjadi pada reaksi dua arah dalam sistem tertutup. Rangkuman materinya dapat dilihat sebagai berikut.

Apa yang Dimaksud dengan Kesetimbangan Kimia?

Apa itu kesetimbangan kimia? Kesetimbangan kimia adalah kondisi dalam suatu reaksi kimia reversibel (dua arah) di mana laju reaksi ke arah produk sama dengan laju reaksi ke arah reaktan sehingga konsentrasi zat-zat pereaksi dan hasil reaksi tetap konstan (tidak berubah) seiring waktu.

Secara reaksi kimianya, reaksi kesetimbangan juga dibagi menjadi dua, yaitu kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan statis terjadi ketika semua gaya yang bekerja pada objek bersifat seimbang, yaitu tidak ada gaya yang dihasilkan.

Sementara itu, kesetimbangan dinamis diperoleh ketika semua gaya yang bekerja pada objek bersifat seimbang, tapi objeknya sendiri bergerak.

Pada persamaan reaksi kesetimbangan kimia, setiap terjadi reaksi ke kanan maka zat-zat produk akan bertambah, sementara zat-zat reaktan berkurang.

Sebaliknya, reaksi juga dapat bergeser ke arah reaktan sehingga jumlah produk berkurang. Akibatnya, terjadi lagi reaksi ke arah kanan.

Proses itu terjadi terus-menerus, sehingga secara mikroskopis terjadi reaksi bolak-balik (dua arah) pada reaksi kesetimbangan. Keadaan seperti ini dikatakan bahwa kesetimbangan bersifat dinamis. Keadaan dinamis hanya terjadi dalam sistem tertutup.

Ciri-Ciri Terjadinya Reaksi Kesetimbangan

Dalam suatu reaksi kimia yang bersifat reversibel (dapat berlangsung bolak-balik), akan tercapai suatu kondisi di mana sistem mencapai kesetimbangan kimia. Ketika kesetimbangan ini terjadi, terdapat beberapa ciri khas yang bisa diamati, baik secara teoritis maupun praktis. Di antaranya ialah:

1. Laju Reaksi Maju Sama dengan Laju Reaksi Balik

Saat kesetimbangan kimia tercapai, reaksi ke arah produk (maju) dan reaksi ke arah reaktan (balik) tetap berlangsung secara bersamaan.

2. Konsentrasi Reaktan dan Produk Tetap

Pada kondisi kesetimbangan, jumlah reaktan dan produk tidak lagi berubah dari waktu ke waktu. Meskipun reaksi masih terus berlangsung di kedua arah, tidak ada perubahan konsentrasi karena hasil reaksi ke kanan dan ke kiri saling menyeimbangkan.

3. Terjadi dalam Sistem Tertutup

Kesetimbangan kimia hanya bisa tercapai dalam sistem tertutup, artinya tidak ada zat yang masuk atau keluar dari sistem. Jika sistem terbuka, misalnya gas dibiarkan keluar, maka kesetimbangan tidak akan pernah tercapai karena akan terus terganggu.

4. Bersifat Dinamis, Bukan Statis

Kesetimbangan yang terjadi bukan berarti reaksi berhenti. Justru reaksi masih berlangsung di tingkat partikel (mikroskopis).

5. Dapat Bergeser jika Terjadi Perubahan Kondisi

Kesetimbangan bersifat sensitif terhadap perubahan kondisi seperti suhu, tekanan, atau konsentrasi.

Jenis-Jenis Reaksi Kesetimbangan Kimia

Dalam Modul Pembelajaran SMA mata pelajaran Kimia Kelas XI (2020), berdasarkan wujud zat-zat dalam keadaan setimbang, reaksi kesetimbangan kimia dibedakan menjadi dua, yaitu kesetimbangan homogen dan heterogen.

a. Kesetimbangan Homogen

Kesetimbangan homogen yaitu kesetimbangan kimia yang di dalamnya terdapat satu wujud zat, misalnya gas atau larutan.

Berikut contoh contoh reaksi kesetimbangan:

• N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
• 2SO3 (g) ⇄ 2SO2 (g) + O2 (g)
• 2HCl (g) + 1 2 O2 (g) ⇄ H2O(g) + Cl2 (g)

b. Kesetimbangan Heterogen

Kesetimbangan heterogen yaitu kesetimbangan kimia yang di dalamnya terdapat berbagai macam wujud zat, misalnya gas, padat, cair dan larutan.

Contoh :

C (s) + H2O (g) ⇄ CO (g) + H2 (g)

2NaHCO3 (s) ⇄ Na2CO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

HCO- (aq) + H2O (l) ⇄ CO3 2- (aq) + H3O+ (aq)

Ag+ (aq) + Fe2+(aq) ⇄ Ag (s) + Fe3+(aq)

Faktor yang Memengaruhi Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia bersifat dinamis, artinya reaksi tetap berlangsung di dua arah (maju dan balik). Namun, keadaan kesetimbangan ini bisa terganggu jika terjadi perubahan kondisi luar. Perubahan ini berkaitan dengan faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia. Berikut adalah faktor-faktor utama yang memengaruhi kesetimbangan kimia:

1. Perubahan Konsentrasi

Jika jumlah salah satu zat dalam reaksi (baik reaktan maupun produk) diubah, sistem akan merespons dengan menggeser kesetimbangan ke arah yang berlawanan untuk menyeimbangkan kembali konsentrasi.

2. Perubahan Suhu

Suhu memengaruhi kesetimbangan tergantung apakah reaksi tersebut eksoterm (melepas panas) atau endoterm (menyerap panas).

3. Perubahan Tekanan (khusus reaksi gas)

Perubahan tekanan hanya berpengaruh jika terdapat jumlah mol gas yang berbeda antara reaktan dan produk.

4. Perubahan Volume (terkait tekanan dan gas)

Volume sistem berkaitan erat dengan tekanan. Jika volume diperkecil, tekanan meningkat.

5. Penambahan Katalis

Katalis mempercepat laju reaksi, baik ke arah maju maupun balik, dengan jumlah yang sama. Namun, tidak menggeser kesetimbangan. Artinya, katalis tidak memengaruhi posisi kesetimbangan, hanya mempercepat pencapaian kesetimbangan.

Rumus Persamaan Kesetimbangan Kimia

Dalam reaksi kimia yang mencapai kesetimbangan, para ilmuwan dapat menuliskan sebuah rumus kesetimbangan kimia yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi zat-zat yang terlibat. Rumus ini dikenal sebagai persamaan kesetimbangan atau konstanta kesetimbangan (K).

$$aA+bB\rightleftharpoons cC+dD$$

Keterangan:

• $A$ dan $B$ adalah reaktan,
• $C$ dan $D$ adalah produk,
• $a,b,c,d$ adalah koefisien reaksi masing-masing zat.

Tetapan Kesetimbangan Kimia

Tetapan kesetimbangan adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara jumlah zat hasil reaksi (produk) dan zat awal (reaktan) saat reaksi berada dalam keadaan seimbang. Angka ini membantu kita mengetahui seberapa jauh reaksi berjalan.

• Jika angkanya besar, berarti produk lebih banyak terbentuk.
• Jika angkanya kecil, berarti reaktan masih mendominasi.

Apa Perbedaan KC dan KP?

istilah KC dan KP digunakan untuk menggambarkan bagaimana suatu reaksi kimia mencapai keseimbangan. Meski terdengar teknis, perbedaan keduanya cukup sederhana. KC digunakan untuk reaksi yang diukur berdasarkan konsentrasi (mol per liter), sedangkan KP digunakan jika yang diukur adalah tekanan gas (atm). Jadi, jika reaksi melibatkan zat cair atau larutan, biasanya digunakan KC, sementara untuk reaksi antar gas, digunakan KP.

Meski berbeda satuan, kedua nilai ini bisa saling dikonversi menggunakan rumus yang melibatkan suhu dan jumlah mol gas. Nilai tetapan ini membantu ilmuwan memahami ke arah mana reaksi berjalan, apakah lebih condong membentuk produk atau tetap didominasi reaktan. Dengan begitu, pengendalian reaksi dalam industri, seperti pembuatan pupuk atau obat, bisa dilakukan dengan lebih efisien.

Apa Perbedaan Antara Kesetimbangan Kimia dan Reaksi Reversibel?

Istilah kesetimbangan kimia dan reaksi reversibel kerap digunakan bergantian. Meski terdengar serupa, keduanya memiliki makna yang berbeda dan saling melengkapi. Pemahaman yang tepat tentang perbedaan ini penting, terutama dalam menjelaskan bagaimana suatu reaksi kimia berlangsung dalam kehidupan sehari-hari.

Reaksi reversibel adalah jenis reaksi kimia yang dapat berjalan ke dua arah. Artinya, zat yang bereaksi membentuk produk, namun produk tersebut juga bisa kembali bereaksi membentuk zat asalnya. Contoh reversible yang paling sederhana bisa ditemukan saat air menguap dalam wadah tertutup, lalu mengembun kembali menjadi cairan, proses bolak-balik inilah yang disebut reaksi reversibel.

Kesetimbangan kimia, di sisi lain, merupakan suatu keadaan di mana dua arah reaksi tersebut berlangsung pada laju yang sama. Dalam kondisi ini, jumlah zat pereaksi dan hasil reaksi tampak tidak berubah secara kasatmata, meskipun reaksi tetap berjalan di tingkat partikel. Kesetimbangan semacam ini hanya dapat terjadi dalam reaksi reversibel dan biasanya tercapai dalam sistem tertutup.

Sementara itu, reaksi irreversible adalah reaksi kimia yang hanya berlangsung satu arah, dari reaktan menjadi produk, dan tidak dapat kembali lagi ke bentuk semula. Setelah produk terbentuk, reaksi tidak bisa dibalik secara alami tanpa campur tangan luar.

Ingin pengetahuan lebih lanjut mengenai pelajaran Kimia dan lainnya untuk Kurikulum Merdeka? Tirto telah membuat rangkuman seputar Materi Ajar 2025. Jangan sampai ketinggalan kebaruan materinya.

Cek Kumpulan Modul Ajar 2025 di Sini