Henry Louis Le Chatelier, Sang Pencetus Kesetimbangan Kimia
Teori kesetimbangan kimia ditemukan oleh seorang ilmuwan asal Prancis bernama Henry Louis Le Chatelier. Dia lahir pada 8 Oktober 1850 dan meninggal pada 17 September 1936. Teori mengenai kesetimbangan kimia dia temukan dan dirumuskan dalam buku yang berjudul Recherches sur les Equilibre Chimiques (Penelitian Mengenai Kesetimbangan Kimia).
Karyanya kini menjadi pedoman dalam salah satu rumus kimia hingga kini. Hal itu disebabkan karena dirinya berhasil merumuskan hubungan antara reaksi yang terjadi pada sistem kesetimbangan kimia dengan aksi atau pengaruh yang diberikan dari luar. Hubungan yang lebih dikenal dengan asas yang diberi nama dengan namanya itulah yang lebih memopulerkan namanya.
Asas itu berbunyi bahwa "apabila pada sistem kesetimbangan yang sedang berlangsung dilakukan suatu aksi, timbul reaksi dari sistem sehingga pengaruh aksi tersebut dapat diperkecil".
Pandangan Henry Louis Soal Kesetimbangan Kimia Prinsip Le Chatelier
Sistem selalu bertindak meniadakan perubahan dalam kesetimbangan kimia; untuk mengembalikan keseimbangan, sistem akan mendukung jalur kimia mengurangi atau menghilangkan gangguan sehingga menstabilkan kembali pada kesetimbangan termodinamika.
Dengan kata lain, ketika suatu sistem pada kesetimbangan mengalami perubahan konsentrasi, suhu, volume, atau tekanan, maka sistem menyesuaikan (sebagian) dirinya untuk meniadakan pengaruh perubahan yang diterapkan dan keseimbangan baru tercapai.
Hukum kualitatif ini memungkinkan seseorang untuk membayangkan perpindahan kesetimbangan reaksi kimia. Misalnya: perubahan konsentrasi reaksi dalam kesetimbangan untuk persamaan berikut:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Jika seseorang meningkatkan tekanan reaktan, reaksi akan cenderung bergerak ke arah produk untuk mengurangi tekanan dari reaksi.
Namun pertimbangkan contoh lain: dalam proses kontak untuk produksi asam sulfat, tahap kedua merupakan reaksi bolak-balik (reversibel):
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
Reaksi maju (mengarah pada pembentukan produk) bersifat eksotermik dan reaksi balik (mengarah pada reaktan) bersifat endotermik. Dilihat dengan prinsip Le Chatelier jumlah energi panas dalam sistem yang lebih besar akan mendukung reaksi balik yang endotermik, karena hal ini akan menyerap peningkatan energi; dengan kata lain kesetimbangan akan bergeser ke reaktan untuk menghilangkan tekanan panas yang ditambahkan.
Demi alasan yang sama, suhu yang lebih rendah akan mendukung reaksi maju yang eksotermik, dan menghasilkan lebih banyak produk. Reaksi bekerja dengan cara ini, karena kehilangan entropi pada reaksi membuatnya kurang eksotermik seiring dengan meningkatnya suhu; Namun reaksi yang menjadi lebih eksotermik dengan meningkatnya suhu tampaknya akan melanggar prinsip ini.
Memaknai Kesetimbangan Kimia Secara Definitif
Secara definisi, kesetimbangan kimia bermakna pencampuran antar zat A dan B yang mana keduanya menghasilkan reaksi pada kedua arah namun tidak menghasilkan perubahan signifikan pada sistem lebih lanjut. Suatu kesetimbangan dinamik menjadi spesi yang terbentuk antara konstan terhadap perubahan net konsentrasi.
Selain definisi di atas ada makna lain dalam memamahami kesetimbangan kimia yang bisa diartikan sebagai keadaan dimana seiring dengan berjalannya waktu, tidak terjadi perubahan konsentrasi baik pada reaktan maupun produk meskipun reaksi masih tetap berlangsung. Keadaan ini hanya dapat terjadi pada reaksi yang reversible, di mana senyawa dapat berperan sebagai reaktan maupun produk sehingga menghasilkan konsentrasi yang konstan.
Selain itu, potensi keadaan kesetimbangan kimia ini tidak dapat dipengaruhi oleh adanya penambahan katalis meskipun terdapat perbedaan waktu untuk mencapai keadaan yang setimbang. Kesetimbangan juga merupakan proses yang dinamis atau selalu berlangsung tanpa ada henti secara mikroskopis.
Mengutip Materi Kimia Kelas XI yang diterbitkan oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, konsep kesetimbangan dibagi menjadi dua berdasarkan arah reaksi jenis kimia, antara lain:
1. Reaksi irreversibel (tidak dapat berbalik): hanya berlangsung satu arah, contoh: reaksi pembakaran.
2. Reaksi reversibel (dapat berbalik): berlangsung dua arah. Pereaksi semula dapat terbentuk kembali dari zat-zat hasil reaksi.
Contoh:
N₂ (g) + 3H₂(g) 2NH₃(g)
H₂(g) + I₂(g) 2HI(g)
Konsep Dasar Kesetimbangan Kimia
Bila dalam keadaan kesetimbangan dinamis, kesetimbangan terjadi karena adanya perubahan dari dua arah. Meskipun dari arah maju maupun arah mundur dimana disimbolkan sebagai ó.
Sebagai contoh, jika ada reaksi
aA(g) ↔ bB(g)
Suhu reaksi tersebut tetap dan kedua senyawa baik senyawa A dan senyawa B dalam keadaan setimbang, hal itu berarti bahwa kecepatan atau waktu yang diperlukan untuk senyawa A membentuk 1 mol senyawa B memiliki nilai yang sama dengan waktu yang diperlukan untuk senyawa B dapat membentuk 1 mol senyawa A.