Prinsip Le Chatelier: Meramal Pergeseran — Kimia Kelas 11–12

Setelah ini kamu bisa meramalkan arah pergeseran kesetimbangan akibat perubahan konsentrasi, tekanan, suhu, dan katalis menggunakan prinsip Le Chatelier.

Sebuah tabung berisi campuran gas NO₂ (cokelat) dan N₂O₄ (tidak berwarna) yang sudah setimbang. Saat tabung ditekan, warna cokelat memudar sejenak lalu menguat sedikit. Saat dipanaskan, warna cokelat justru menguat. Saat ditambah katalis, warna tidak berubah. Setiap gangguan memicu reaksi “melawan” gangguan itu. Inilah inti prinsip Le Chatelier. Coba pilah arah gesernya di bawah.

Baca tiap gangguan pada sistem kesetimbangan, lalu pilah ke arah geser yang benar, kemudian tekan Periksa.

Inti prinsip Le Chatelier

Prinsip Le Chatelier berbunyi: jika suatu sistem kesetimbangan diganggu, sistem akan bergeser ke arah yang mengurangi efek gangguan itu. Gangguan bisa berupa perubahan konsentrasi, tekanan, atau suhu. Sistem “melawan” gangguan dengan menggeser kesetimbangan ke arah yang menetralkannya, sampai tercapai kesetimbangan baru.

Prinsip Le Chatelier menyatakan bahwa bila sistem kesetimbangan mengalami perubahan (konsentrasi, tekanan, suhu), sistem akan bergeser ke arah yang mengurangi efek perubahan tersebut, sehingga terbentuk kesetimbangan baru.

Pasangkan faktor dengan efeknya.

Konsentrasi dan tekanan

Menambah zat pada satu sisi membuat sistem bergeser menjauhi sisi itu untuk mengurangi zat yang ditambah; sebaliknya bila mengurangi. Untuk tekanan: bila tekanan dinaikkan, sistem geser ke sisi dengan jumlah mol gas lebih sedikit (untuk mengurangi tekanan); bila tekanan diturunkan, geser ke sisi dengan mol gas lebih banyak. Suhu berbeda karena mengubah nilai Kc — kenaikan suhu menggeser ke arah reaksi endoterm (menyerap kalor).

Sorot pernyataan yang sesuai Le Chatelier.

Gangguan tekanan pada gas

Lihat efek tekanan sebagai bangun.

Bayangkan kesetimbangan seperti orang berdiri di atas papan selancar yang seimbang. Konsentrasi seperti berat di ujung papan — tambah berat kiri, papan miring kiri, kamu geser tubuh ke kanan untuk menyeimbangkan. Tekanan seperti dorongan angin — dorong dari kanan, kamu merendahkan diri (ke sisi sedikit gas). Suhu seperti panas matahari — kamu mencari bayangan (reaksi menyerap kalor). Katalis seperti sepatu anti-selip — bukan menggeser posisi, hanya membuat kamu lebih cepat stabil.

Coba dulu di kertas, baru buka.

Soal. Reaksi endoterm $N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)$ sudah setimbang. Ramalkan arah geser bila: (a) tekanan dinaikkan, (b) suhu dinaikkan.

Sisi kanan memiliki 2 mol gas, sisi kiri 1 mol gas. Kenaikan tekanan membuat sistem geser ke sisi dengan lebih sedikit mol gas, yaitu ke kiri (membentuk N₂O₄).

Reaksi maju (pemecahan N₂O₄) bersifat endoterm (menyerap kalor). Kenaikan suhu menggeser ke arah yang menyerap kalor, yaitu ke kanan (membentuk NO₂).

Jebakan: menganggap katalis menggeser kesetimbangan. Yang benar: katalis mempercepat laju reaksi maju dan mundur sama besar, sehingga kesetimbangan tercapai lebih cepat, tetapi posisi kesetimbangan tidak berubah. Katalis tidak mengubah nilai Kc.

Jebakan: menganggap tekanan selalu menggeser kesetimbangan. Yang benar: tekanan hanya menggeser bila jumlah mol gas kedua sisi berbeda. Bila Δn gas = 0 (misalnya $H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2HI$ ), perubahan tekanan tidak menggeser kesetimbangan.

Le Chatelier: gangguan → sistem geser mengurangi efek gangguan.
Tambah pereaksi / kurangi produk → geser maju; sebaliknya geser mundur.
Tekanan naik → geser ke sisi lebih sedikit mol gas; turun → sisi lebih banyak.
Suhu naik → geser ke arah reaksi endoterm (ubah Kc).
Katalis: percepat kesetimbangan tanpa geser posisi.