Advertisement

Reaksi Bolak-balik, Pada diskusi sebelum ini, yaitu mengenai energi yang menyangkut reaksi kimia, telah ditinjau bahwa setelah syarat yang diperlukan dipenuhi, maka reaksi itu akan berlangsung sampai tuntas. Hal ini tidak selalu benar, sebab tidak semua molekul suatu zat memiliki energi kinetik sama. Mereka memiliki kisaran energi yang tersebar sekitar energi yang paling umum, yaitu menurut suatu pola yang disebut penyebaran Boltzmann (  12.2). (Nilai energi sebenarnya akan naik dengan kenaikan suhu, sebab gerakan molekul selalu sejalan dengan suhu lingkungan.) Kurva distribusi ini tidak simetris. Lebih banyak molekul pada sebelah kanan puncak daripada sebelah kiri, oleh karena itu energi rata-rata tidak akan merupakan energi dari jumlah molekul terbesar (yang tampak pada puncak), akan tetapi agak lebih besar daripada itu. “Ekor” yang panjang dari penyebaran Boltzmann juga berarti bahwa hanya sebagian kecil molekul yang memiliki energi lebih besar daripada rata-rata itu.

Perhatikan proses reaksi A + B AB, yang di-tunjukkan dalam grafik pada   12.3. Di sini energi pengaktifan sebesar 10 satuan diperlukan oleh reaksi dari kiri ke kanan dan terjadi pengeluaran bersih sebesar 10 satuan juga. Energi pengaktifan untuk reaksi sebaliknya adalah 20 satuan, dan pemasukan bersih 10 satuan akan diperlukan untuk mendorong reaksi dari kanan ke kiri. Oleh karena itu, hubungan energi pada keseluruhan sistem ini menunjang pembentukan AB. Sebaliknya mungkin saja beberapa molekul AB pada ujung tertinggi penyebaran Boltzmann memiliki cukup energi untuk mengatasi hambatan energi pada reaksi kebalikannya (yaitu EA = 30 satuan), jadi akan timbul penguraian menjadi A dan B. Jika terjadi demikian, reaksi akan berlangsung ke dua arah pada waktu yang bersamaan. Tentu saja reaksi sebaliknya itu dapat dimulai segera setelah AB terbentuk, akan tetapi berhubung kecepatannya bergantung kepada konsentrasi AB, maka mula-mula reaksi akan lambat, tetapi kemudian lebih cepat setelah lebih banyak AB terbentuk dari reaksi ke kanan. Kemudian akan tercapai suatu keseimbangan dinamik, pada saat itu kecepatan reaksi ke kanan dan ke kiri adalah sama. Suatu reaksi yang dapat mencapai keseimbangan antara pereaksi dan basil reaksi disebut reaksi bolak-balik. Reaksi demikian ditulis A + B ± AB; tanda panah ganda menyatakan bahwa reaksi terjadi ke dua arah pada waktu yang bersamaan.

Advertisement

Kenyataan bahwa reaksi bolak-balik tidak dapat tuntas menimbulkan pertanyaan tentang berapa besar hasil reaksi bolak-balik itu. Sebanding dengan potensinya, hasil nyatanya tentu saja akan bervariasi dari satu reaksi ke reaksi yang lain, yaitu hasil reaksi tertentu lebih besar daripada hasil reaksi yang lain. Untuk menyatakan sejauh mana reaksi bolak-balik itu dapat berjalan, perlu diuraikan syarat keseimbangan kuantitatifnya secara matematik. Konstanta yang tepat untuk keperluan ini ialah konstanta keseimbangan (K) yang berasal dari perhitungan sebagai berikut.

Untuk reaksi umum A + B ± C + D, kecepatan reaksi kanan sebanding dengan konsentrasi A dan B. Oleh karena itu untuk menyatakan konsentrasi bahan kimia dituliskan dalam kurung siku, jadi kecepatan reaksi ke kanan pada suatu suhu tertentu adalah k1 [A] [B]; k1 adalah konstanta yang disebut konstanta kecepatan untuk reaksi satu. Demikian pula kecepatan reaksi sebaliknya pada suhu yang sama ialah k2 [C] [D]; k2 adalah konstanta kecepatan lain.

Pada keseimbangan k1 [A] [B] = k2 [C] [D]

k1           [A][B]    [A][B]

atau K =

k2           [C][D]    [C][D]

K adalah konstanta keseimbangan. Jika dinyatakan dengan kalimat, konstanta keseimbangan K ialah perkalian konsentrasi-konsentrasi hasil reaksi dibagi dengan perkalian konsentrasi-konsentrasi pereaksi.

Tiap reaksi bolak-balik memiliki nilai K yang khas, yang sama nilainya baik jika dimulai pada A maupun B, C, maupun D, maupun campuran keempatnya. Karena K menunjukkan keseimbangan antara hasil pereaksi ketika keseimbangan tercapai, maka nilai itu menunjukkan seberapa jauh letak posisi keseimbangannya, ke arah kiri atau kanan. J ika reaksi itu hampir tuntas, maka nilai K tinggi, sedangkan jika reaksi berlangsung dekat sebelum keseimbangan tercapai, nilai K kecil saja. Dengan perkataan lain, K adalah ukuran hasil reaksi bolak-balik.

 

Advertisement