241 cover KIMIA11

www.nobelpreis.org
www.firstworldwar.com
Carl Bosch (1870-1940)
Menerima hadiah Nobel
karena perannya dalam
menemukan dan mengembangkan
metode-metode
tekanan tinggi.
Microsoft Encarta Premium 2006
Fritz Haber (1868-1934)
Menerima hadiah Nobel
karena berhasil mensintesis
amonia dari unsur-unsurnya,
yaitu nitrogen dan hidrogen.
Microsoft Encarta Premium 2006
110
Kimia Kelas XI
D. Kesetimbangan dalam Industri
Penerapan sistem kesetimbangan reaksi antara lain dilakukan dalam
industri kimia. Agar industri tersebut menguntungkan secara ekonomi,
maka diterapkan prinsip tertentu yaitu menghasilkan produk sebanyakbanyaknya
dengan waktu sesingkat mungkin. Oleh karena itu, harus
dihindari terjadinya reaksi bolak-balik, karena akan menyebabkan produk
kembali lagi menjadi bahan baku, sehingga pabrik kimia mengalami kerugian
besar. Dengan demikian, faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran
kesetimbangan harus diperhatikan, agar pergeseran kesetimbangan selalu
menuju ke arah terbentuknya produk.
Bagaimana contoh penerapan sistem kesetimbangan dalam industri
kimia? Simaklah penjelasannya baik-baik.
1. Pembuatan amonia (NH3 ) menurut Proses Haber – Bosch
Proses pembuatan amonia ditemukan oleh Karl Bosch dan Fritz
Haber dibuat melalui reaksi sebagai berikut.
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) H = -92 kJ
Gas N2 pada reaksi di atas diperoleh dari udara, sedangkan gas H2 diperoleh dari hasil reaksi gas alam dan air. Untuk menghindari reaksi
bolak-balik, kesetimbangan reaksi harus diusahakan bergeser ke arah terbentuknya
NH3 . Sesuai Asas Le Chatelier, maka harus dilakukan usahausaha
berikut.
a. Memperbesar tekanan
Koefisien produk (NH3 ) lebih kecil daripada koefisien pereaksi (N2 dan H2 ). Agar kesetimbangan selalu bergeser ke arah terbentuknya
produk (NH3 ), maka tekanan harus diperbesar. Tekanan yang biasa
digunakan adalah 150-300 atm.
b. Menurunkan suhu
Reaksi ke kanan (ke arah terbentuknya produk) merupakan reaksi
eksoterm. Supaya reaksi selalu bergeser ke kanan, suhu harus diturunkan.
Karena suhu rendah menyebabkan reaksi berlangsung
lambat, maka dipilihlah suhu optimum, yaitu suhu 400–500 C.
Pemilihan suhu optimum bertujuan memaksimalkan laju reaksi dan
mencegah reaksi bergeser ke kiri.
c. Menambahkan katalis
Katalis yang digunakan yaitu Fe3O4 yang mengandung K2O, CaO,
MgO, Al2O3 , dan SiO2 . Penggunaan katalis dimaksudkan agar reaksi
ke kanan berlangsung cepat.
Walaupun sudah diatur dengan maksimal, ternyata hanya 15% amonia
yang bisa diambil. Sementara itu, 85% sisa amonia kembali lagi ke
arah N2 dan H2 yang akan bereaksi lagi membentuk NH3. Secara sederhana,
proses pembuatan amonia digambarkan dalam skema berikut.