Prinsip Le Chatelier — Bagaimana Kesetimbangan Bergeser

Prinsip Le Chatelier memprediksi ke arah mana suatu reaksi reversibel akan bergeser setelah terjadi perubahan konsentrasi, tekanan, volume, atau suhu. Jika suatu sistem sudah berada pada keadaan setimbang lalu diganggu, kesetimbangan yang baru cenderung bergeser ke arah yang sebagian menentang perubahan tersebut.

Ini adalah alat untuk menentukan arah, bukan alat hitung. Prinsip ini memberi tahu apakah kesetimbangan bergeser ke kiri atau ke kanan, tetapi tidak memberi jumlah baru yang tepat.

Pada keadaan setimbang, reaksi maju dan reaksi balik tetap berlangsung. Keduanya hanya terjadi dengan laju yang sama, sehingga komposisi keseluruhan tetap konstan sampai kondisinya berubah.

Perubahan Apa Saja yang Dapat Menggeser Kesetimbangan

Gangguan utama dalam kimia dasar adalah perubahan konsentrasi, tekanan atau volume gas, dan suhu. Masing-masing memiliki aturan sendiri, jadi akan membantu jika Anda menamai jenis gangguannya sebelum memprediksi apa pun.

Jika Anda menambahkan lebih banyak reaktan, sistem cenderung menggunakan sebagian reaktan itu, sehingga kesetimbangan bergeser ke arah produk. Jika Anda mengurangi suatu produk, sistem cenderung mengganti sebagian yang hilang, sehingga pergeserannya juga ke arah produk.

Untuk kesetimbangan gas, perubahan tekanan dan volume hanya berpengaruh jika kedua sisi memiliki jumlah mol gas total yang berbeda. Penurunan volume menaikkan tekanan, sehingga kesetimbangan cenderung bergeser ke sisi dengan mol gas yang lebih sedikit. Jika kedua sisi memiliki jumlah mol gas total yang sama, aturan cepat ini memprediksi tidak ada pergeseran.

Suhu adalah kasus khusus. Untuk reaksi maju eksoterm, kalor berperan seperti produk; untuk reaksi maju endoterm, kalor berperan seperti reaktan. Karena itu, perubahan suhu dapat mengubah sisi mana yang lebih diunggulkan pada keadaan setimbang.

Contoh Dikerjakan: Menekan Kesetimbangan Haber

Perhatikan kesetimbangan proses Haber:

$$N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$$

Misalkan suhu tetap konstan dan wadahnya dimampatkan. Artinya volume berkurang dan tekanan meningkat.

Sekarang hitung mol gasnya. Sisi kiri memiliki $1 + 3 = 4$ mol gas, sedangkan sisi kanan memiliki $2$ mol gas. Pergeseran ke kanan mengurangi kenaikan tekanan dengan mengarahkan sistem ke jumlah partikel gas yang lebih sedikit, sehingga kesetimbangan bergeser ke arah amonia, $NH_3$.

Inilah pola utama untuk soal tentang tekanan. Periksa bahwa reaksinya melibatkan gas, hitung jumlah mol gas total di setiap sisi, lalu barulah tentukan arahnya.

Apa yang Tidak Diberitahukan oleh Prinsip Le Chatelier

Prinsip Le Chatelier memberi tahu arah pergeseran. Prinsip ini tidak memberi tahu konsentrasi, tekanan, atau hasil akhir yang tepat pada keadaan setimbang.

Prinsip ini juga tidak menggantikan perhitungan kesetimbangan. Jika suatu soal menanyakan jumlah akhir, Anda memerlukan alat seperti ekspresi kesetimbangan atau tabel ICE, bukan hanya arah pergeseran.

Kesalahan Umum dalam Soal Pergeseran Kesetimbangan

Mencampuradukkan Posisi dan Laju

Katalis biasanya membantu sistem mencapai kesetimbangan lebih cepat, tetapi tidak dengan sendirinya menggeser kesetimbangan ke kiri atau ke kanan. Siswa sering mengacaukan respons yang lebih cepat dengan posisi kesetimbangan yang berbeda.

Menggunakan Aturan Cepat Tekanan Saat Tidak Berlaku

Aturan cepat tekanan dan volume berlaku untuk kesetimbangan gas. Aturan ini juga mensyaratkan jumlah mol gas total yang tidak sama pada kedua sisi. Jika mol gasnya sama, perubahan volume saja tidak memprediksi pergeseran.

Menganggap Suhu Sama Seperti Perubahan Konsentrasi Biasa

Pada suhu tetap, perubahan konsentrasi atau tekanan menggeser posisi kesetimbangan tanpa mengubah konstanta kesetimbangan. Suhu berbeda karena dapat mengubah konstanta kesetimbangan itu sendiri.

Mengira Kesetimbangan Berarti Jumlahnya Sama

Kesetimbangan berarti laju reaksi maju dan balik sama, bukan jumlah reaktan dan produk sama.

Di Mana Ahli Kimia Menggunakan Prinsip Le Chatelier

Ahli kimia menggunakan prinsip Le Chatelier dalam reaksi fase gas, kesetimbangan asam-basa, masalah kelarutan, dan perancangan proses industri. Prinsip ini paling berguna saat Anda ingin membuat prediksi kualitatif yang cepat sebelum melakukan perhitungan lengkap.

Itulah sebabnya prinsip ini sangat berguna dalam soal siswa. Anda sering dapat menyingkirkan jawaban yang salah dengan cepat hanya dengan memeriksa jenis gangguan dan kondisi reaksinya.

Coba Pergeseran Kesetimbangan yang Serupa

Perhatikan

$$2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$$

lalu tanyakan apa yang terjadi jika volume diperkecil pada suhu tetap. Hitung mol gas di setiap sisi sebelum menjawab. Jika Anda ingin satu pemeriksaan cepat lagi, bandingkan penalaran Anda dengan reaksi apa pun yang memiliki jumlah mol gas yang sama di kedua sisi dan lihat mengapa aturan cepat tekanan tidak lagi berlaku.