Keseimbangan Kimia

Apakah itu keseimbangan kimia? Sesuai dengan katanya, terdiri dari keseimbangan dan kimia.

Keseimbangan menunjukkan adanya kesamaan dari situasinya, misalnya seperti gambar yang ditunjukkan di bawah ini. Apakah kamu setuju keduanya dalam keadaan seimbang?

[sumber gambar: google]

Ya, keduanya dalam keadaan seimbang, karena bisa terlihat tidak jauh beda massa dan volume tubuhnya, sehingga ketika menaiki jungkat-jungkit tersebut, kedua anak itu akan bergantian posisi, kadang di atas kadang di bawah. 

Bagaimana dengan gambar kedua di bawah ini? Apakah menurutmu mereka dalam keadaan seimbang? 

[sumber gambar: google]

Tidak, keduanya sangat jelas perbedaannya, yang satu tampak bobot tubuhnya jauh lebih besar dengan yang satunya lagi, maka tidak akan ada pergerakan, tidak ada keseimbangan.

Kesetimbangan kimia atau keseimbangan kimia ini sama saja halnya dengan ilustrasi di atas, yang pada prinsipnya terjadi jika dua hal berada dalam kondisi atau situasi yang sama maka akan terjadi keseimbangan. Video di bawah ini akan sangat bermanfaat, Namun, dalam bahasa inggris ya, jangan khawatir, saya tuliskan pula penjelasannya pada tulisan saya di bawah ini. 

[video source: https://www.youtube.com/watch?v=dUMmoPdwBy4]

Katakanlah, dua orang sedang berjalan di atas jalanan, kemudian saling bertabrakan. Mungkin bisa tidak terjadi apa-apa, mereka akan kembali normal dan melanjutkan perjalanannya. 

Hal ini juga terjadi pada molekul, ketika molekul-molekul saling bertabrakan, kadang juga tidak terjadi apa-apa. Bagaimana jika setelah bertabrakan terjadi hal yang tak terduga, satu orang kehilangan tangannya, kemudian tangannya itu menempel pada orang lain yang ditabraknya. 

Ini terjadi pada molekul. Misalnya dua molekul saling bertabrakan dan malah menjadi satu, intinya berubah, tidak kembali normal seperti biasanya. 

Atau bisa juga satu molekul kemudian terpisah menjadi dua molekul. 

Semua perubahan ini adalah reaksi kimia. Seperti contohnya ketika kembang api meledak, susu menjadi basi, besi menjadi karat. Mungkin kamu hanya tau bahwa perubahan senyawa kimia cuma satu arah. 

Tapi apakah kamu tahu bahwa perubahaan kimia juga bisa terjadi dengan dua arah? Bahkan sesungguhnya kebanyakan reaksi kimia itu berlangsung dalam dua arah.

Sampai di sini apakah kamu paham yang saya maksud dengan satu arah dan dua arah? 

Begini, kamu tahu kan kalau reaksi itu terdiri dari reaktan-reaktan yang saling bereaksi untuk menghasilkan produk. Reaksi satu arah artinya, reaksi tersebut berlangsung untuk menghasilkan produk saja. Dilambangkan dengan tanda panah satu arah. 

Sementara reaksi dua arah artinya selain menghasilkan produk, reaksi itu juga bisa berlangsung sebaliknya, yaitu reaksi dekomposisi produk menjadi reaktan-reaktannya kembali, yang dilambangkan dengan dua tanda panah beda arah. 

Kembali menggunakan ilustrasi yang sama, misalnya orang tanpa 1 lengan dan orang dengan tambahan 1 lengan yang menempel di wajahnya kembali saling bertabrakkan, maka keduanya dapat kembali ke tubuh normal mereka semula. 

Bayangkan di atas jalanan penuh dengan orang-orang. Berapa banyak peristiwa tabrakan dapat terjadi. Tabrakan antara orang normal dengan orang normal menghasilkan orang yang hilang 1 lengan dan orang dengan tambahan lengan. Lalu setelahnya berapa banyak yang tabrakan antara orang yang hilang 1 lengan dengan orang tambahan lengan menghasilkan tubuh normal kembali. Semuanya dapat terjadi dalam waktu bersamaan karena ada banyaknya jumlah orang-orang di jalanan. 

Pada awalnya semua orang normal terlebih dahulu, kemudian setelah tabrakan jumlah produknya meningkat. Setelah ada banyak orang dg produk dari hasil tabrakan tersebut, trennya berubah, kini tabrakan yang menghasilkan tubuh normal kembali yang meningkat. Hingga nantinya ada di satu titik di mana laju tabrakan menghasilkan produk orang dengan bagian tubuh yang berbeda (forward) dengan laju tabrakan yang menghasilkan tubuh normal kembali (reverse) adalah sama. Titik inilah yang disebut dengan keseimbangan, ketika dua laju forward dan reverse adalah sama. Forward artinya ke depan, sementara reverse artinya kembali. Dua istilah yang tepat untuk menjelaskan perbedaan arah reaksi atau tabrakan ini. 

Di keseimbangannya, karena lajunya sama, maka jumlah orang dengan tubuh berbeda dengan orang tubuh normal juga sama. Mungkin bayangannya 50:50. Tetapi, pada kenyataannya, pada reaksi kimia, tidak harus 50:50. Bisa 60:40 atau juga 15:85. Apakah memusingkan? Mungkin pertanyaannya bagaimana kita mengetahui rasionya dalam keseimbangannya? Lalu kenapa bisa ada yang rasionya berbeda, tidak 50:50, kenapa demikian? 

Cara mengetahui rasio yang sebenarnya terjadi pada keseimbangan reaksi kimia adalah dengan melakukan eksperimen, dari data observasi tersebutlah kita bisa mendapatkannya. Jadi, beda reaksi, bisa beda rasio keseimbangannya. Mengenai pertanyaan kenapa bisa berbeda? Jawabannya adalah karena ada faktor lain yang menyebabkan ini, yaitu terkait kemudahan terjadinya reaksi, yang menjadi perhitungan terjadi atau tidak terjadinya reaksi, yaitu besarnya energi aktivasi. Apabila besar energi aktivasi reaksi forward dan reverse adalah sama, maka jumlah reaktan dan produk bisa sama. Tetapi jika energi aktivasi forward lebih besar dibanding reverse, maka lebih mudah terjadi reaksi reverse dibanding forward, akibatnya kita lebih banyak menemukan reaktan daripada produk. 

Anyway, apa untungnya kita mempelajari keseimbangan kimia? Ini akan berguna ketika kita berencana untuk melakukan sintesis suatu senyawa. Tentunya kita mengharapkan yield atau persentase jumlah produk yang dihasilkan banyak bukan? Jika tidak banyak terbentuk produk lalu untuk apa kita melakukan sintesis. Dengan mengetahui keseimbangan kimia, kita bisa memprediksi, akan lebih banyak ke arah forward atau ke reverse. Dalam hal ini, kita berupaya untuk menghindari reaksi reverse, supaya sintesis kita berhasil dan tidak kembali membentuk reaktan. Bagaimana jika dari hasil eksperimen ternyata tidak sesuai dengan keinginan, yield kecil dan lebih banyak reaktan dari pada produk. maka salah satu caranya adalah dengan menggunakan katalis. Karena katalis bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi. Jika energi aktivasi kecil, maka akan lebih mudah reaksi forward terjadi, lebih banyak produk yang bisa kita hasilkan. 

Oke, semoga sedikit pembahasan mengenai keseimbangan kimia kali ini bisa bermanfaat. Mohon maaf kalau ada kesalahan dalam penyampaian. Terima kasih sudah berkunjung!

Referensi:

Jespersen, N.D., J. E. Brady, & A. Hyslop. 2012. Chemistry: The Molecular Nature of Matter 6th Edition. Wiley Pub.: USA