Tahukah kalian kondisi reaksi menentukan hasil reaksi kesetimbangan dalam industri?
Sebelumnya kita lihat dahulu seperti apa kesetimbangan kimia?
Kesetimbangan kimia merupakan keadaan reaksi bolak-balik dimana laju reaksi reaktan dan produk sama dan konsentrasi keduanya tetap.
Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi bolak-balik dimana laju terbentuknya reaktan sama dengan laju terbentuknya produk.
Kesetimbangan kimia bersifat dinamis sehingga juga sering disebut kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan dinamis adalah suatu reaksi bolak-balik pada saat keadaan konsentrasi tetap tapi sebenarnya tetap terjadi reaksi (terus-menerus).
Banyak pembuatan zat kimia yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. Agar efisien, kondisi reaksi haruslah diusahakan sedemikian, sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik.
Contohnya pada pembuatan ammonia menurut proses Harber-Bosch.
Nitrogen terdapat melimpah di udara, yaitu sekitar 78% volum. Walaupun demikian senyawa dari nitrogen tidak terdapat banyak di alam. Satu-satunya sumber nitrogen yang penting ialah NaNO3 yang disebut sendawa chili. Sementara itu, kebutuhan senyawa dari nitrogen semakin banyak, misalnya untuk industri pupuk, mesiu dan bahan peledak.
Persamaan termokimia reaksi sintesis ammonia adalah:
N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g) ∆H = -92.4 kJ
Berdasarkan prinsip kesetimbangan, kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukann NH3) adalah suhu rendah tekanan. Akan tetapi reaksi sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500°C. Di pihak lain karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan temperatur akan mengurangi rendemen.
Pada awalnya, proses Haber-Bosch dilangsungkan pada suhu 500°C dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalis, yaitu serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO dan K2O. Saat ini dengan kemajuan teknologi, digunakan tekanan yang jauh lebih besar bahkan mencapai 709 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka ammonia yang terbentuk segera dipisahkan.
Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikompresi hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Campuran gas kemudian dipanaskan dalam suatu ruangan bersama katalis, sehingga terbemtuk ammonia. Campuran gas kemudian didinginkan sehingga ammonia mencair. Gas nitrogen dan hidrogen yang belum bereaksi (dan juga ammonia yang tidak mencair) diresirkulasi sehingga pada akhirnya semua diubah menjadi ammonia.
Selain ammonia, ada satu lagi contoh industri berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Mau tahu bagaimana? Tunggu di artikrl selanjutnya ya! (gambar )
