Contoh Reaksi Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari - Hari

Kita telah membahas banyak tentang konsep kesetimbangan, mulai dari pengertian, faktor yang mempengaruhi serta tetapan kesetimbangan dan cara menghitungnya, Jika kita lihat, apa yang kita pelajari itu secara mikroskopis memang tidak kita gunakan dalam kehidupan sehai hari, begitu juga dengan banyak konsep kimia lain. Namun percayalah banyak hal hal penting dalam kehidupa kita yang kita secara tidak sadar telah menggunakan konsep kimia itu dalam bidang bidang yang lebih besar. Berikut beberapa peran kesetimbangan kimia terutama dalam bidang industri yang produk produknya sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.

1. Pembuatan Amonia (NH3)

Amonia adalah gas yang tidak berwarna, mudah larut dalam air, berbau khas, dan merupakan senyawa nitrogen yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Apa kegunaan amonia dalam kehidupan manusia?? Banyak sekali dan paling sering dimanfaatkan untuk pelarut organik, bahan peledak, obat obatan dan bahan dasar pupuk urea. 

Amonia dibuat dengan bahan sederhana yang ada diudara dengan cara mereaksikan gas nitrogen dan gas hidrogen tentu dengan perlakuan khusus. Nah, proses pertama kali pembuatan amonia dilakukan oleh Fritz Harber dan Carl Bosch sehingga pembuatan amonia ini juga dikenal dengan proses Harber - Bosch. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut : 

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)    = - 92 kJ

Agar produksi amonia yang dihasilkan ini jadi lebih besar, maka dilakukan perubahan pada faktor faktor yang mempengaruhi kesetimbangan agar bergeser kearah pembentukan NH3. Berikut hal yang harus dilakukan :

A. Memperbesar konsentrasi N2 dan H2
Kenapa demikian??? sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa konsentrasi mempengaruhi pergeseran kesetimbangan. Jika konsentrasi N2 dan H2 ditambah, maka ksetimbangan akan bergeser kearah pembentukan NH3 lebih banyak. Reaksi yang terjadi kan bolak balik, tentunya NH3 yang terbentuk akan membentuk reaktan kembali. Agar ini tidak terjadi, maka gas NH3 yang terbentuk akan segera diembunkan menjadi bentuk cair dan langsung dipisahkan.

B. Memperbesar tekanan
Pengaruh memperbesar tekanan (volume diperkecil) akan menggeser reaksi kesetimbangan kearah koefisien terkecil. Pada reaksi pembuatan amonia melaui proses Haber - Bosc koefisien reaktan(4) lebih besar dibandingkan koefisien produk (2) sehingga dengan memperbesar tekanan sistem maka kesetimbangan akan bergeser kearah pemebentukan NH3 lebih banyak.

C. Menurunkan suhu reaksi
Jika suhu diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm. Reaksi pembuatan amonia diatas merupakan reaksi eksoterm kearah kiri yaitu pembentukan NH3, sehingga jika suhu reaksi diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi eksoterm yaitu pembentukan NH3 jadi lebih banyak. Tetapi perlakuan ini cukup sulit sehingga suhu yang dipilih juga harus tepat yaitu suhu 500 derajat Celsius. Jika suhu ditunkan, maka reaksi akan berlangsung lambat tetapi jika suhu dinaiikan, maka NH3 yang terbentuk akan kembali dengan cepat mengurai menjadi N2 dan H2 kembali.

D. Menambah katalis.
Apa itu katalis? Di bab laju reaksi kalian mungkin sudah sering mendengan kata katalis. Katalis adalah zat yang menurunkan energi aktivasi reaksi sehingga reaksi kesetimbangan mudah tercapai. Katalis yang biasa digunakan pada reaksi ini adalah Fe dan K2O. Katalsi akan mempercepat reaksi keraah pembentukan produk. Setelah reaksi kesetimbangan tercapai maka peran katalis akan selesai.

2. Pembuatan Asam Sulfat (H2SO4)

Pembuatan asam sulfat secara industri dilakukan melaui proses kontak. Langkah langkahnya adalah sebagai berikut :
a. Membakar belerang murni diudara agar terbentuk gas SO2. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

S(s) + O2(g)  SO2(g)

Selain membakar belerang, gas SO2 juga dapat dibuat dengan membakar pirit (FeS). Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

4FeS(s) + 7O2(g)  2Fe2O3(s) + SO2(g)

b. Gas SO2 yang terbentuk ini kemudian akan dioksidasi diudara (direkasikan dengan oksigen). Karena keduanya berwujud gas, maka diperlukan suatu katalis agar reaksi terjadi dan katalis yang digunakan adalah V2O5(katalisator kontak).Reaksi oksidasi gas SO2 ini akan menghasilkan gas SO3 sesuai dengan reaksi :



Gas SO3 yang terbentuk inilah yang menjadi bahan dasar pembuatan asam sulfat. Semakin banyak gas SO3 yang dipunyai tentu produksi asam sulfat akan semakin maksimal. Karena reaksi pembantukan gas SO3 adalah reaksi eksoterm, sehingga jika reaksi dilakukan pada suhu yang renadh maka produksi gas SO3 yang dihasilkan semakin banyak. Hal ini dilakukan dengan menggunakan prinsip pergeseran kesetimbangan kimia.

c. Langkah selajutnya adalah gas SO3 yang terbentuk akan dilarutkan kedalam asam sulfat pekat yang telah ada agar terbentuk asam pirosulfat. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

SO3(g) + H2SO4 pekat  H2S2O7(l)

d. Asam pirosulfat yang terbentuk akan diubah menjadi asam sulfat dengan mereaksikannya dengan air sesuai dengan reaksi berikut :
H2S2O7(l) + H2O(l)  2H2SO4(l)

Jadi prinsip kesetimbangan kimia yang dipakai ada pada pembuatan gas SO3 sebagai bahan dasar pembuatan asam sulfat.

Beberapa kegunaan asam sulfat (H2SO4)
1. Sebagai bahan dasar industri cat, plastik, aki, tekstil dan bahan peledak.
2. Digunakan pada proses pemurnian minyak tanah
3. Sebagai bahan dasar pembuatan pupuk amonia sulfat (ZA) dan asam fosfat (H3PO4)
4. Untuk menghilangkan karat besi pada baja sebelum dulapisi seng atau timah.
5. Untuk membuat zat warna

3. Pembuatan Gas Klorin (Cl2)
Gas Cl2 dibuat melalui proses Deacon yaitu dengan cara mengoksidasi gas asam klorida dengan oksigen diudara. Reaksinya berlangsung dengan persamaan reaksi berikut :

2HCl(g) + 1/2O2(g)  H2O(g) + Cl2(g)

Reaksi diatas adalah reakdi kesetimbangan  dengan jenis reaksi eksoterm. Reaski tersebut dapat dipercepat dengan penambahan katalis CuCl2. Kemudian agar produksi gas Cl2 yang dihasilkan maksimal, maka reaksi tersebut dilakukan pada suhu rendah yaitu sekita 430 derajat celcius dan tekanan diperbesar sekitar 200 atm.

4, Reaksi kesetimbangan dalam kehidupan sehari hari.
Selain dimanfaatkan dalam bidang industri, ternyata reaksi kesetimbangan juga terjadi dalam kehidupan sehari hari kita, mungkin tanpa kita sadari. Keberadaan reaksi kesetimbangan ini bahkan menjaga hidup kita seperti beberapa contoh berikut ini :

a. Pengaturan pH darah. 
Dalam plasma darah terdapat larutan penyangga yang terdiri dari H2CO3 dan ion HCO3-. Campuran ini berfungsi menjaga pH darah tetap normal yaitu 7,4. Perbandingan antara konsentrasi H2CO3 dan HCK3- dalam darah selau konstan. Hal ini terjadi karena kesetimbangan laju produksi CO2 oleh reaksi oksidasi dalam sel dengan laju hilangnya CO2 oleh pernapasan.

Reaksi kesetimbangan penyangga dalam darah.
CO2(g) + H2O(l)  H2CO3 (aq)
H2CO3 (aq)  HCO3- + H+q)

Apabila darah bersifat basa , jumlah ion H+ akan berkurang karena didikat oleh ion OH - dari basa sehingga kesetimbangan bergeser kearah kanan. Jika darah bersifat asam, maka jumlah ion H+ akan bertambah maka kesetimbangan akan bergeser kearah kiri.

b. Silkus oksigen adalam tubuh.
Oksigen dalam tubuh anusia diangkut dan diikat oleh hemoglobin dalam darah. Proses ini berlangsung dalam reaksi kesetimbangan berikut :

Hb(aq) + O2(aq)  HbO2(aq)

Oksigen diangkut oleh darah ke paru paru. Semakin lama jumlah oksigen adalam darah akan meningkat. Dalam paru paru kesetimbangan akan bergeser kekanan. Kesetimbangan akan bergeser ke kiri jika oksigen berada dalam jaringan. Kesetimbangan kekiri menghasilkan oksigen yang digunakan untuk proses pembakaran dalam sel untuk menghasilkan energi.