Artikel Kimia

Pembasmi Serangga (Insektisida)

 

Insektisida adalah bahan-bahan kimia bersifat racun yang dipakai untuk membunuh serangga. Insektisida dapat memengaruhi pertumbuhan, perkembangan, tingkah laku, perkembangbiakan, kesehatan, sistem hormon, sistem pencernaan, serta aktivitas biologis lainnya hingga berujung pada kematian serangga pengganggu tanaman Insektisida termasuk salah satu jenis pestisida.

 

Sejarah penggunaan insektisida

Para pekerja kebun diketahui telah menggunakan sabun untuk mengontrol pertumbuhan hama serangga sejak awal tahun 1800an. Di awal abag ke 19, sabun yang terbuat dari minyak ikan paling banyak digunakan. Cara-cara tersebut cukup efektif, meski harus diberikan berkali-kali dan kadang justru mematikan tanaman. Belakangan diketahui juga adanya penggunaan campuran bawang putih, bawang merah, dan lada atau berbagai jenis makanan lainnya, namun tidak cukup efektif membunuh serangga.

Penggunaan insektisida sintetik pertama dimulai pada tahun 1930an dan mulai meluas setelah berakhirnya Perang Dunia II. Pada tahun 1945 hingga 1965, insektisida golongan organoklorin dipakai secara luas baik untuk pertanian maupun kehutanan. Salah satu produk yang paling terkenal adalah insektisida DDT yang dikomersialkan sejak tahun 1946. Selanjutnya mulai bermunculan golongan insektisida sintetik lain seperti organofosfat, karbamat, dan pirethroid pada tahun 1970an.

Sejak tahun 1995, tanaman transgenik yang membawa gen resistensi terhadap serangga mulai digunakan.

Materi

Bahan insektisida ini umumnya beracun karena mengandung karsinogenik, seperti kerbamat, fosfat, dan klorin.

Karsinogen (cancer-causing agents)adalah bahan yang dapat memicu ataupun mendorong terjadinya kanker. Beberapa peneliti memperkirakan 99,99% karsinogen yang kita cerna adalah alamiah.

Kanker mungkin telah terkenal sebagai penyebab kematian kelas wahid pada manusia sehingga banyak orang yang merasa takut apabila mendengar kata kanker. Sampai sekarangpun para peneliti masih terus mengkaji sumber daya alam untuk didayagunakan sebagai obat anti kanker baik sebagai multidrug resistance (MDR) modulator ataupun zat anti karsigonik lainnya. Tetapi perlu diketahui bahwa kanker tidak hanya disebabkan oleh asap rokok saja.

Karsinogen Alamiah

Tidak semua karsinogen berupa bahan kimia sintetik. Safrole dalam sassafras dan aflatoksin diproduksi oleh jamur pada makanan, merupakan senyawa alam. Beberapa peneliti memperkirakan 99,99% karsinogen yang kita cerna adalah alamiah. Tumbuh-tumbuhan memproduksi senyawa tertentu untuk melindungi mereka terhadap jamur, serangga, dan binatang termasuk manusia. Beberapa senyawa yang diproduksi ini adalah karsinogen yang ditemukan pada jamur, basil, seledri, kurma, bumbu, lada, adas, parsnips, dan minyak sitrus. Karsinogen juga dihasilkan selama pemasakan dan sebagai produk dari metabolisme normal.
Senyawa kimia karsinogen bervariasi, yang akan diuraikan di sini hanya beberapa karsinogen utama. Beberapa karsinogen yang sangat berbahaya adalah hidrokarbon aromatik, yang paling dikenal adalah 3,4-benzpirena. Hidrokarbon karsinogenik terbentuk selama pembakaran tidak sempurna dari hampir setiap senyawa organik. Mereka ditemukan dalam batubara, asap rokok, pembakaran kendaraan bermotor, kopi, gula gosong dan sebagainya. Tidak semua hidrokarbon aromatik polisiklik merupakan karsinogen. Terdapat korelasi yang erat kekarsinogenan dengan ukuran dan bentuk tertentu dari molekul. Nampaknya sifat karsinogen tidak hanya disebabkan oleh hidrokarbon semata tetapi dapat terbentuk karena produk oksidanya dalam hati.
Jenis karsinogen yang lain adalah amina aromatik. Dua di antaranya adalah b-naftilamina dan benzidina. Kedua senyawa ini pernah digunakan di industri zat warna. Senyawa ini bertanggung jawab untuk kanker kandung kemih pada pekerja yang kontak lama dengan senyawa tersebut.
Beberapa pewarna aminoazo juga menunjukkan karsinogen, misalnya 4-dimetilaminobenzena. Senyawa ini dikenal sebagai “pewarna kuning mentega”. Senyawa ini digunakan untuk pewarna mentega sebelum diketahui sifat karsinogennya.
Tidak semua karsinogen merupakan senyawa aromatik, beberapa di antaranya adalah nitrosamin dan vinil klorida. Senyawa lainnya merupakan cincin heterosiklik tiga- dan empat-anggota yang mengandung oksigen atau nitrogen, misalnya etilenaimina, epoksida dan turunannya, ester siklik yang juga disebut lakton.

zat aktif pada pembasmi serangga khususnya obat nyamuk yang dapat ditolerir dan relatif aman (masih bisa merusak kesehatan) adalah transfluthrin, bioallethrin, d-allethrin, pralethrin, dan cyphenothrin. Mungkin keefektivannya membunuh nyamuk kurang bisa diandalkan, terutama jenis nyamuk Culex sp. Namun, zat tersebut mampu membuat nyamuk menyingkir dari tempat Anda

Transflutrin

Pada umumnya bahan kimia yang terdapat pada obat pembasmi serangga adalah Transflutrin. Transflutrin adalah salah satu contoh bahan aktif anti nyamuk berbentuk padatan lingkar berwarna hijau. Anti nyamuk bakar ini diambil khasiatnya melalui asapnya yang menyebar ke seluruh ruangan. Transfluthrin relatif aman hingga saat ini. Transfultrin bila dipakai selama empat jam bisa menurunkan kadar eritrosit atau sel darah merah, yang berakibat orang tersebut akan menderita anemia.

Transfluthrin dianggap sebagai salah satu insektisida Pirethroid yang cepat bertindak dengan persistensi rendah. InsektisidaPirethroid memiliki efek yang sangat spesifik pada sel syaraf serangga, sehingga hanya jumlah yang sangat kecil dibutuhkan untuk menghasilkan efek yang diperlukan.

Bioallethrin

S-Bioallethrin adalah suatu pyrethroidinsectisida (obat pembasmi serangga) dengan suatu spektrum aktivitas luas, bereaksi dengan kontak langsung dan mempunyai karakteristik efek “a strong knock down” (efek langsung jatuh pada serangga), bahan ini aktif pada serangga yang terbang dan merayap khususnya pada nyamuk, lalat, tawon, lipas, kutu, kutu busuk, semut, dan lain lain.

D-allethrin

D-Allethrin adalah suatu Pyrethroid campuran, merupakan suatu insektisida kontak kuat yangmenghasilkan “a strong knock-down” cepat, melawan hama-hama rumah tangga (lalat,nyamuk, kutu, kecoak).

Sipermetrin

Sipermetrin berperilaku sebagai neurotoksin,dan cepat bertindak pada serangga

Deltametrin

Terdapat pada kapur bagus. Deltametrin merupakan salah satu piretroidester. Piretroid ini memiliki mekanisme menghasilkan racun atau toksin dan menyebabkan kelumpuhan organisme. Zat tersebut menyebabkan kelumpuhan dengan cara menjaga saluran natrium tetap terbuka dimembran saraf dari suatu organisme. Sehingga dengan terbukanya saluran natrium tersebut saraf tidak dapat terangsang kembali sehingga menyebabkan kelumpuhan.

Propoxur

Propoxur adalah senyawa karbamat (senyawa kerabat dari MIC, pernah menewaskan ribuan orang dan menyebabkan kerusakan syaraf ratusan ribu orang lainnya dalam kasus Bhopal di India) yang telah dilarang penggunaannya di luar negri karena diduga kuat sebagai zat karsinogenik. Mekanisme aksi Propoxur berupa penghambatan enzim acetyl cholinesterase. Enzim ini normalnya bertanggung jawab untuk destruksi dari asetilkolin (neurotransmitter). Karbamat ini akan menghasilkan kontraksi otot spontan pada serangga yang diikuti oleh kelumpuhan/paralisis.

Dalam jangka panjang, orang yang terpapar zat ini akan menurun aktivitas enzim untuk  saraf transmisi dan berpengaruh buruk pada hati dan sistem reproduksi. Maka, perhatikan kadarnya jika obat nyamuk Anda terdapat zat ini. Di Indonesia, penggunaannya belum dilarang. Berdasarkan peringkat bahan kimia berbahaya yang dikeluarkan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), Propoxur menduduki peringkat kedua sebagai produk berbahaya setelah dichlorvos.

Dichlorvos atau DDVP (dichlorovynil dimetyl phosfat)

Bahkan ada juga obat nyamuk yang menggunakan DDVP atau dichlorvos yang merupakan zat turunan chlorine, yang sejak puluhan tahun dilarang penggunaannya di dunia. Berdasarkan peringkat bahan kimia berbahaya yang dikeluarkan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), diklorvos menduduki peringkat kesatu sebagai produk paling berbahaya. Jika terkena paparan zat ini dalam jangka panjang, menyebabkan kerusakan syaraf, mengganggu pernafasan, jantung, sistem reproduksi, dan memicu kanker. Kalau obat nyamuk mengandung zat ini, segera tinggalkan.

Diethyltoluamide atau DEET

Zat ini biasanya ada pada obat anti nyamuk berupa cairan atau lotion. Cara kerja DEET adalah akan memanipulasi bau dan rasa yang berasal dari kulit dengan menghambat reseptor asam laktat pada antenna nyamuk sehingga mencegah nyamuk mendekati kulit. Selain itu, mekanisme aksinya dengan cara menghambat aktivitas system saraf pusat dan enzima cetylcholinesterase serangga maupun mamalia. Enzim ini terlibat dalam hidrolisis neuro transmitter asetilkolin, sehingga mempunyai peranan penting dalam mengendalikan neuron otot.

Oleh karena itu, DEET digunakan untuk memblokir acetylcholinesterase yang mengarah pada akumulasi yang berlebihan asetilkolin pada celah sinaptik yang menyebabkan kelumpuhan dan kematian neuromuskuler karena sesak nafas pada serangga maupun mamalia.

DEET ini sangat korosif, obat nyamuk lotion ini tidak dapat disimpan dalam wadah plastik PVC atau besi karena dalam hitungan minggu akan mengikis lapisannya. Bayangkan bila itu kena kulit kita terlalu lama

Beberapa manfaat insektisida, antara lain

1. Dapat diaplikasikan dengan mudah
2. dapat diaplikasikan hampir di setiap waktu dan setiap tempat.
3. Hasilnya dapat dirasakan dalam waktu singkat
4. Dapat diaplikasikan dalam areal yang luas dalam waktu singkat
5. Mudah diperoleh dan memberikan keuntungan ekonomi terutama jangka pendek.

Beberapa efek samping yang ditimbulkan oleh penggunaan insektisida ini, antara lain:

1. Insektisida yang mengandung klorin dapat menyebabkan lapisan ozon menipis dan berlubang. Jika lapisan ozon menipis, maka sinar ultraviolet masuk dan dapat menyebabkan berbagai macam penyakit.
2. Obat anti nyamuk mengandung bahan aktif berupa diklorvos, propoxur, pirethroid, dan diethiltoluamid. Semua bahan itu sangat berbahaya karena bisa menyebabkan berbagai macam penyakit ganas. Salah satunya adalah kanker.
3. Pembuangan bahan-bahan pembasmi serangga yang sudah tidak terpakai secara sembarang dapat menyebabkan rusaknya fungsi lingkungan hidup.

Ada beberapa cara pencegahan yang dapat dilakukan untuk menghindari efek samping dari produk pembasmi serangga, antara lain:

1. Menggunakan produk pembasmi serangga seperlunya.
2. Tidak menggunakan produk pembasmi serangga aerosol yang mengandung CFC.
3. Menyimpan obat pembasmi serangga di tempat yang aman dan jauh dari jangkauan anak-anak. 

 


SUMBER Artikel : http://mafia.mafiaol.com/2012/11/bahan-kimia-pembasmi-serangga.html
                              http://endiferrysblog.blogspot.com/2013/01/bahan-kimia-dalamkehidupan-sehari-hari.html
                              http://agrogreenland.blogspot.com/2013/05/pestisida-pengertian-jenis-dan-dampaknya.html
                              http://bakobong.blogspot.com/p/insektisida-adalah-bahan-bahan-kimia.html
                              http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/berita/karsinogen_ancaman_abadi_kehidupan_manusia/

Review Jurnal

REVIEW

Jurnal Teknologi Industri Pertanian

22 (3):180-188 (2012)

Judul :

PEMBUATAN BIODIESEL BIJI KARET DAN BIODIESEL SAWIT DENGAN INSTRUMEN ULTRASONIK SERTA KARAKTERISTIK CAMPURANNYA

1.       

Tujuan Penelitian :

a.       Untuk melakukan upaya pencarian dan sumber energi alternatif baru

b.      Untuk mendorong upaya penghematan maupun penelitian untuk mendapatkan bahan baku pengganti minyak bumi, seperti yang diabhas jurnal ini dari bijh karet & kelapa sawit

c.       Untuk memproduksi biodiesel biji karet dan biodiesel sawit menggunakan aplikasi energi ultrasonik

d.      Untuk memproduksi biodesel dengan bahan baku minyak bijih karet dan kelapa sawit, karena dapat diperbaharui dan tersedia melimpah

e.       Untuk mempelajari pengaruh jumlah katalis (%) temperature

2.      Penelitian Mengenai :

Upaya pencarian dan penelitian sumber energi alternatif baru yaitu “Biodesel dari Minyak Bijih Karet dan Minyak Kelapa Sawit dengan Menggunakan Proses Proses Intrumen Ultrasonik” dimana proses konversi dan pemisahan berlangsung secara serentak dan sinambung.

3.      Metode :

Ø  Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit

·   Transesterifikasi olein sawit dengan bantuan ultrasonik dilakukan dengan memanaskan olein sawit hingga 45oC, dilanjutkan penambahan campuran larutan NaOH (0,5% berat minyak) di dalam metanol (berlebih, nisbah molar 6:1), lalu dilakukan pengadukan satu menit menggunakan magnetic stirrer.

·   Selanjutnya magnetic stirrer dikeluarkan, dan probe ultrasonik dimasukkan ke tengah-tengah larutan, kemudian alat ultrasonik dijalankan pada faktor waktu dan amplitudo yang dikehendaki.

·   Setelah mencapai waktu yang ditetapkan, campuran biodiesel dan gliseroldipindahkan ke dalam corong pemisah untuk dilakukan pemisahan biodiesel dari gliserol.

·   Selain itu, dilakukan pula transesterifikasi olein sawit menggunakan metode konvensional sebagai bahan pembanding, dengan rasio katalis NaOH dan metanol seperti pada proses transesterifikasi ultrasonik.

·   Selanjutnya dilakukan pemisahan campuran biodiesel dan gliserol. Biodiesel sawit yang dihasilkan dari kedua metode tersebut dianalisis rendemen dan bilangan asamnya.

Ø  Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak bijih karet. Pada proses esterifikasi akan dipelajari perbandingan katalis dan methanol (volume) dan (temperature) operasi.

·         Esterifikasi Minyak Biji Karet Menggunakan Ultrasonic Probe Instrument

Esterifikasi minyak biji karet mengesterifikasi minyak biji karet menggunakan bantuan ultrasonik dilakukan seperti pada proses transesterifikasi ultrasonik olein sawit, dengan perbedaan pada katalis (menggunakan katalis HCl 1% berat minyak), dan metanol (berlebih, dengan nisbah molar 20:1 FFA). Hasil akhir yang diperoleh berupa campuran minyak, metanol, dan HCl. Minyak biji karet kemudian dipisahkan dari campuran tersebut menggunakan corong pemisah.

·         Transesterifikasi Minyak Biji Karet menggunakan Ultrasonic Proses Instrument

Minyak biji karet yang telah melewati tahap esterifikasi dengan metode ultrasonik maupun transesterifikasi minyak biji karet menggunakan ultrasonic proses instrumen.

·         Pencampuran Biodiesel Biji Karet dengan Biodiesel Sawit

Biodiesel sawit dicampurkan dengan biodiesel biji karet pada perbandingan biodiesel biji

karet : sawit sebesar 25:75, 50:50, dan 75:25.Masing-masing biodiesel sebelum dicampurkan, serta biodiesel hasil pencampuran dianalisis bilangan asam, stabilitas oksidatif, densitas, viskositas, titik kabut, titik tuang, dan bilangan iodnya.

4.      Hasil Penelitian :

Ø  Transesterifikasi Olein Sawit Menggunakan Ultrasonic Probe Instrument

Parameter waktu dan amplitudo ultrasonik yang digunakan pada transesterifikasi olein sawit tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap rendemen dan bilangan asam biodiesel sawit Karakteristik Minyak Bijih Karet

Ø  Esterifikasi Minyak Biji Karet menggunakan Ultrasonic Probe Instrument

Waktu perlakuan esterifikasi ultrasonik berpengaruh nyata terhadap penurunan bilangan

asam dan ALB minyak biji karet. Waktu perlakuan 15 menit memberikan penurunan bilangan asam dan ALB yang berbeda dengan waktu perlakuan 30 menit menurut uji Duncan pada taraf α = 5%.

Hasil analisa menunjukkam bahwa asam lemak bebas dalam bijih karet dan kelapa sawit sangat tinggi. Kandungan asam lemak bebas yang tinggi, untuk dapat dikonversi menjadi metal ester/biodesel dibutuhkan tahap proses esterifikasi dan transesterifikasi.

5.      Kesimpulan :

Berdasarkan hasil penelitian ini mengenai tentang proses pembuatan teknologi kimia dan industri menghasilkan sebuah perubahan biodesel dari minyak bijih karet dan kelapa sawit , maka dapat disimpulkan perubahan-perubahan yang terjadi dalam penelitian ini :

·         Bijih karet mempunyai karakteristik kadar 16,57% dan kadar minyak sebesar 50,5% waktu yang dibutuhkan untuk proses esterifikasi beragam antara 60-80 menit.

·         Volume perbandingan asam lemak bebas dengan methanol lebih berpengaruh dibandingkan dengan variabel temperatur.

·         Konversi paling besar pada T = 60C, perbandingan minyak methanol (4:1) yaitu 25,86%.

6.      Saran :

Dalam penelitian ini mengenai teknologi kimia dan industri yang menciptakan sebuah hasil inovasi terbaru dibagian sumber energi untuk minyak bumi. Disini pemerintah sangat berperan penting dalam memajukan dan mengatur jalannya perekonomian, didalam ini  hendaknya pemerintah berusaha untuk meningkatkan produksi biodesel yang terbuat dari hasil minyak bijih karet dan minyak kelapa sawit ini,kita sebagai penghasil karet dan sawit salah satu tebesar didunia harus bisa lebih memanfaatkan sumber daya ala mini dengan baik untuk kedepannya dan bisa memajukan perekonomian kita selanjutnya.

Kesetimbangan Kimia

 

Kesetimbangan Kimia

Defenisi

Keadaan Kesetimbangan kimia adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur). Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas, larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas, padat-larutan.

 Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia 

1. Pengaruh konsentrasi 

Jika konsentrasinya diperbesar pada salah satu zat maka reaksi bergeser dari arah zat tersebut, sedangkan bila konsentrasinya diperkecil maka reaksi akan bergeser ke arah zat tersebut. 

2. Pengaruh tekanan
   
   Perubahan tekanan hanya berpengaruh pada sistem gas, berdasarkan hukum boyle bila tekanan gas diperbesar maka volumenya diperkecil, sedangkan bila tekanan gas diperkecil maka volume gas diperbesar, berdasarkan persamaan gas ideal PV = nRT bahwa tekanan berbanding lurus dengan jumlah mol gas. jika mol gas bertambah maka tekanan akan membesar, sebaliknya bila jumlah mol gas berkurang maka tekanan akan menjadi kecil. Dengan demikian jika tekanan diperbesar maka reaksi akan bergeser ke arah jumlah mol gas yang lebih kecil dan juga sebaliknya.  
3. Pengaruh Suhu Jika suhu dinaikkan maka reaksi akan bergeser ke arah reaksi endoterm, sedangkan jika suhu diturunkan maka reaksi akan bergeser ke arah eksoterm. Contoh : N2(g) + 3H2(g)<--> 2NH3(g) H= - 92 kJ, bila suhu diubah dari 500° menjadi 1200° maka kesetimbangan ke arah endoterm atau ke kiri.
    
4. Katalis 
   
   katalis hanya berfungsi untuk mempercepat tercapainya kesetimbangan kimia.

3 Jenis- Jenis Kesetimbangan Kimia

1. Kesetimbangan Homogen

Semua spesi kimia berada dalam fasa yang sama. Salah satu contoh kesetimbangan homogen fasa gas adalah sistem kesetimbangan N₂O₄/NO­₂. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

N₂O_4(g) <——> 2 NO_2(g)

K_c =   [NO₂]² / [N₂O₄]

Konsentrasi reaktan dan produk dalam reaksi gas dapat dinyatakan dalam bentuk tekanan parsial masing-masing gas (ingat persamaan gas ideal, PV=nRT). Dengan demikian, satuan konsentrasi yang diganti dengan tekanan parsial gas akan mengubah persamaan K_c menjadi K_p sebagai berikut :

K_p =   (P_NO2)² / (P_N2O4)

P_NO2 dan P_N2O4 adalah tekanan parsial masing-masing gas pada saat kesetimbangan tercapai. Nilai K_p menunjukkan konstanta kesetimbangan yang dinyatakan dalam satuan tekanan (atm). K_p hanya dimiliki oleh sistem kesetimbangan yang melibatkan fasa gas saja.

Secara umum, nilai K_c tidak sama dengan nilai K_p, sebab besarnya konsentrasi reaktan dan produk tidak sama dengan tekanan parsial masing-masing gas saat kesetimbangan. Dengan demikian, terdapat hubungan sederhana antara K_c dan K_p yang dapat dinyatakan dalam persamaan matematis berikut :

K_p =  K_c (RT)^∆n

K_p =  konstanta kesetimbangan tekanan parsial gas

K_c =  konstanta kesetimbangan konsentrasi gas

R  =  konstanta universal gas ideal (0,0821 L.atm/mol.K)

T  =  temperatur reaksi (K)

∆n  =  Σ koefisien gas produk -  Σ koefisien gas reaktan

Selain kesetimbangan homogen fasa gas, terdapat pula sejumlah kesetimbangan homogen fasa larutan. Salah satu contoh kesetimbangan homogen fasa larutan adalah kesetimbangan ionisasi asam asetat (asam cuka) dalam air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CH₃COOH_(aq) <——>  CH₃COO^-_(aq) +  H⁺_(aq)

K_c =   [CH₃COO^-] [H⁺] / [CH₃COOH]

2. Kesetimbangan Heterogen

Kesetimbangan ini melibatkan reaktan dan produk dalam fasa yang berbeda. Sebagai contoh, saat padatan kalsium karbonat dipanaskan dalam wadah tertutup, akan terjadi reaksi berikut :

CaCO_3(s) <——>  CaO_(s) +  CO_2(g)

Dalam reaksi penguraian padatan kalsium karbonat, terdapat tiga fasa yang berbeda, yaitu padatan kalsium karbonat, padatan kalsium oksida, dan gas karbon dioksida. Dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi padatan dan cairan relatif konstan, sehingga tidak disertakan dalam persamaan konstanta kesetimbangan kimia. Dengan demikian, persamaan konstanta kesetimbangan reaksi penguraian padatan kalsium karbonat menjadi sebagai berikut :

K_c =  [CO₂]

K_p =  P_CO2

Baik nilai K_c maupun K_p tidak dipengaruhi oleh jumlah CaCO₃ dan CaO (jumlah padatan).

Beberapa aturan yang berlaku dalam penentuan nilai konstanta kesetimbangan kimia saat reaksi kesetimbangan dimanipulasi (diubah) antara lain :

1.  Jika reaksi dapat dinyatakan dalam bentuk penjumlahan dua atau lebih reaksi, nilai konstanta kesetimbangan reaksi keseluruhan adalah hasil perkalian konstanta kesetimbangan masing-masing reaksi.

A  +  B  <——>  C  +  D                               K_c’

C  +  D  <——>  E  +  F                               K_c’’

A  +  B  <——>  E  +  F                       K_c =  K_c’ x K_c’’

2. Jika reaksi ditulis dalam bentuk kebalikan dari reaksi semula, nilai konstanta kesetimbangan menjadi kebalikan dari nilai konstanta kesetimbangan semula.

A  +  B  <——>  C  +  D           K_c’  =   [C] [D] / [A] [B]

C  +  D  <——>  A  +  B          K_c =   [A] [B] / [C] [D]   =   1 / K_c’

3. Jika suatu reaksi kesetimbangan dikalikan dengan faktor n, nilai konstanta kesetimbangan menjadi nilai konstanta kesetimbangan semula dipangkatkan dengan faktor n.

             A  +  B  <——>  C  +  D                     K_c’  =   [C] [D] / [A] [B]

2 A  +  2 B  D  2 C  +  2 D             K_c =  [C]² [D]² / [A]² [B]² =  {  [C] [D] /  [A] [B] }² =  (K_c’)²

 

Salah satu kegunaan konstanta kesetimbangan kimia adalah memprediksi arah reaksi. Untuk mempelajari kecenderungan arah reaksi, digunakan besaran Q_c, yaitu hasil perkalian konsentrasi awal produk dibagi hasil perkalian konsentrasi awal reaktan yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya. Jika nilai Q_c dibandingkan dengan nilai K_c, terdapat tiga kemungkinan hubungan yang terjadi, antara lain :

1. Q_c < K_c

Sistem reaksi reversibel kelebihan reaktan dan kekurangan produk. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah reaktan diubah menjadi produk. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah produk (ke kanan).

2. Q_c =  K_c

Sistem berada dalam keadaan kesetimbangan. Laju reaksi, baik ke arah reaktan maupun produk, sama.

3. Q_c > K_c

Sistem reaksi reversibel kelebihan produk dan kekurangan reaktan. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah produk diubah menjadi reaktan. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah reaktan (ke kiri).

Kesetimbangan kimia dapat diganggu oleh beberapa faktor eksternal. Sebagai contoh, pada pembahasan proses Haber sebelumnya, telah diketahui bahwa nilai K_c pada proses Haber adalah 3,5.10⁸ pada suhu kamar. Nilai yang besar ini menunjukkan bahwa pada kesetimbangan, terdapat banyak gas amonia yang dihasilkan dari gas nitrogen dan gas hidrogen. Akan tetapi, masih ada gas nitrogen dan gas hidrogen yang tersisa pada kesetimbangan. Dengan menerapkan prinsip ekonomi dalam dunia industri, diharapkan sebanyak mungkin reaktan diubah menjadi produk dan reaksi tersebut berlangsung sempurna. Untuk mendapatkan produk dalam jumlah yang lebih banyak, kesetimbangan dapat dimanipulasi dengan menggunakan prinsip Le Chatelier.

Seorang kimiawan berkebangsaan Perancis, Henri Le Chatelier, menemukan bahwa jika reaksi kimia yang setimbang menerima perubahaan keadaan (menerima aksi dari luar), reaksi tersebut akan menuju pada kesetimbangan baru dengan suatu pergeseran tertentu untuk mengatasi perubahan yang diterima (melakukan reaksi sebagai respon terhadap perubahan yang diterima). Hal ini disebut Prinsip Le Chatelier.

Ada tiga faktor yang dapat mengubah kesetimbangan kimia, antara lain :

1.                  Konsentrasi reaktan atau produk

2.                  Suhu

3.                  Tekanan atau volume pada sistem yang mengandung fasa gas

Untuk memproduksi gas amonia sebanyak mungkin, dapat dilakukan manipulasi kesetimbangan kimia dari segi konsentrasi reaktan maupun produk, tekanan ruangan, volume ruangan, dan suhu reaksi. Berikut ini adalah pembahasan mengenai masing-masing faktor.

1. Mengubah konsentrasi

Jika ke dalam sistem kesetimbangan ditambahkan gas nitrogen maupun gas hidrogen berlebih (reaktan berlebih), nilai Q_c menjadi lebih kecil dibandingkan K_c. Untuk mengembalikan ke kondisi setimbang, reaksi akan bergeser ke arah produk (ke kanan). Akibatnya, jumlah produk yang terbentuk meningkat. Hal yang sama juga akan terjadi jika gas amonia yang terbentuk langsung diambil. Reaksi akan bergeser ke arah kanan untuk mencapai kembali kesetimbangan.

Dapat disimpulkan bahwa jika dalam sistem kesetimbangan ditambahkan lebih banyak reaktan atau produk, reaksi akan bergeser ke sisi lain untuk menghabiskannya. Sebaliknya, jika sebagian reaktan atau produk diambil, reaksi akan bergeser ke sisinya untuk menggantikannya.

2.Mengubah suhu

Reaksi pada proses Haber adalah reaksi eksotermis. Reaksi tersebut dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :

N_2(g) +  3 H_2(g) <——>  2 NH_3(g) +  Kalor

Jika campuran reaksi tersebut dipanaskan, akan terjadi peningkatan jumlah kalor dalam sistem kesetimbangan. Untuk mengembalikan reaksi ke kondisi setimbang, reaksi akan bergeser dari arah kanan ke kiri. Akibatnya, jumlah reaktan akan meningkat disertai penurunan jumlah produk. Tentu saja hal ini bukanlah sesuatu yang diharapkan. Agar jumlah amonia yang terbentuk meningkat, campuran reaksi harus didinginkan. Dengan demikian, jumlah kalor di sisi kanan akan berkurang sehingga reaksi akan bergeser ke arah kanan.

Secara umum, memanaskan suatu reaksi menyebabkan reaksi tersebut bergeser ke sisi endotermis. Sebaliknya, mendinginkan campuran reaksi menyebabkan kesetimbangan bergeser ke sisi eksotermis.

3. Mengubah tekanan dan volume

Mengubah tekanan hanya mempengaruhi kesetimbangan bila terdapat reaktan dan/atau produk yang berwujud gas. Pada proses Haber, semua spesi adalah gas, sehingga tekanan dapat mempengaruhi kesetimbangan.

Reaksi pada proses Haber terjadi dalam ruangan tertutup. Tekanan pada ruangan terjadi akibat tumbukan gas hidrogen, gas nitrogen, serta gas amonia terhadap dinding ruangan tersebut. Saat sistem mencapai keadaan setimbang, terdapat sejumlah gas nitrogen, gas hidrogen, dan gas amonia dalam ruangan. Tekanan ruang dapat dinaikkan dengan membuat tempat reaksinya menjadi lebih kecil (dengan memampatkannya, misal dengan piston) atau dengan memasukkan suatu gas yang tidak reaktif, seperti gas neon. Akibatnya, lebih banyak tumbukan akan terjadi pada dinding ruangan bagian dalam, sehingga kesetimbangan terganggu. Untuk mengatasi pengaruh tersebut dan memantapkan kembali kesetimbangan, tekanan harus dikurangi.

Setiap kali terjadi reaksi maju (dari kiri ke kanan), empat molekul gas (satu molekul gas nitrogen dan tiga molekul gas hidrogen) akan membentuk dua molekul gas amonia. Reaksi ini mengurangi jumlah molekul gas dalam ruangan. Sebaliknya, reaksi balik (dari kanan ke kiri), digunakan dua molekul gas amonia untuk mendapatkan empat molekul gas (satu molekul gas nitrogen dan tiga molekul gas hidrogen). Reaksi ini menaikkan jumlah molekul gas dalam ruangan.

Kesetimbangan telah diganggu dengan peningkatan tekanan. Dengan mengurangi tekanan, gangguan tersebut dapat dihilangkan. Mengurangi jumlah molekul gas di dalam ruangan akan mengurangi tekanan (sebab jumlah tumbukan akan berkurang). Oleh sebab itu, reaksi maju (dari kiri ke kanan) lebih disukai, sebab empat molekul gas akan digunakan dan hanya dua molekul gas yang akan terbentuk. Sebagai akibat dari reaksi maju ini, akan dihasilkan gas amonia yang lebih banyak.

Secara umum, meningkatkan tekanan (mengurangi volume ruangan) pada campuran yang setimbang menyebabkan reaksinya bergeser ke sisi yang mengandung jumlah molekul gas yang paling sedikit. Sebaliknya, menurunkan tekanan (memperbesar volume ruangan) pada campuran yang setimbang menyebabkan reaksinya bergeser ke sisi yang mengandung jumlah molekul gas yang paling banyak. Sementara untuk reaksi yang tidak mengalami perubahan jumlah molekul gas (mol reaktan = mol produk), faktor tekanan dan volume tidak mempengaruhi kesetimbangan kimia.

Katalis meningkatkan laju reaksi dengan mengubah mekanisme reaksi agar melewati mekanisme dengan energi aktivasi  terendah.  Katalis tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia. Penambahan katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan setimbang.

Dari beberapa faktor di atas, hanya perubahan temperatur (suhu) reaksi yang dapat mengubah nilai konstanta kesetimbangan (K_c maupun K_p). Perubahan konsentrasi, tekanan, dan volume hanya mengubah konsentrasi spesi kimia saat kesetimbangan, tidak mengubah nilai K. Katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan, tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia.

Kesimpulan

Kesetimbangan kimia terjadi pada saat kita memiliki reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup. Tidak ada yang dapat ditambahkan atau diambil dari sistem itu selain energi. Pada kesetimbangan, jumlah dari segala sesuatu yang ada di dalam campuran tetap sama walaupun reaksi terus berjalan. Ini dimungkinkan karena kecepatan reaksi ke kanan dan ke kiri sama.

Apabila kita mengubah keadaan sedemikian rupa sehingga mengubah kecepatan relatif reaksi ke kanan dan ke kiri, kita akan mengubah posisi kesetimbangan, karena kita telah mengubah faktor dari sistem itu sendiri. Efek dari perubahan berbagai faktor dalam sistem terhadap posisi kesetimbangan akan dibahas pada bab yang lain.