Materi 4: Kesetimbangan dalam Kehidupan Sehari-hari

Hallo Sobat Equi, apakah kalian pernah mendengar istilah atau mengalami fenomena hipoksia?

Sobat Equi sebelum mempelajari apa itu hipoksia, cobalah amati gambar di bawah ini! 🫣

Sobat Equi dari gambar di atas apa yang dapat kalian simpulkan? 🤔 Sebenarnya apa sih hipoksia itu?

Hipoksia adalah kondisi ketika tubuh kita kekurangan oksigen. Keadaan ini sering dialami oleh para pendaki gunung yang sedang berada di ketinggian tertentu, terutama di atas 2.500 meter di atas permukaan laut. Udara yang kita hirup di sana terasa lebih “tipis”, dan tubuh mulai menunjukkan gejala seperti pusing, sesak napas, mual, atau bahkan kehilangan kesadaran.

Fenomena ini tidak hanya menarik secara medis, tetapi juga merupakan contoh nyata dari gangguan terhadap kesetimbangan kimia dalam tubuh, khususnya reaksi antara hemoglobin (Hb) dengan oksigen (O2):  

Hb + O2 ⇄ HbO2

Dalam tubuh manusia, keseimbangan kimia memainkan peran penting untuk mempertahankan kondisi fisiologis yang stabil. Salah satu contoh nyata dari kesetimbangan kimia dalam sistem biologis adalah keseimbangan antara hemoglobin (Hb), oksigen (O₂), dan karbon dioksida (CO₂) dalam darah. Hemoglobin berfungsi sebagai pengangkut utama oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh, serta membantu mengangkut sebagian karbon dioksida kembali ke paru-paru untuk dikeluarkan.

Dalam kondisi normal, reaksi ini akan berjalan dua arah tergantung pada kebutuhan oksigen tubuh. Di paru-paru, tekanan parsial oksigen tinggi, sehingga kesetimbangan bergeser ke kanan membentuk oksihemoglobin (HbO2). Sebaliknya, di jaringan tubuh yang membutuhkan oksigen, tekanan parsial oksigen rendah, sehingga kesetimbangan bergeser ke kiri, melepaskan oksigen ke sel-sel.

Di dataran rendah, tekanan oksigen tinggi sehingga tubuh mudah membentuk HbO2 (oksihemoglobin) yang dibutuhkan untuk mengangkut oksigen ke seluruh tubuh. Tapi di dataran tinggi, tekanan oksigen turun. Apa yang terjadi? Kesetimbangan ini bergeser ke kiri, sehingga tubuh kekurangan HbO2. Hal itulah yang memicu hipoksia sobat.

Sobat Equi, selain hipoksia kesetimbangan kimia juga digunakan dalam dunia industri kimia loh 😊

Dalam dunia industri kimia, banyak proses produksi bergantung pada reaksi yang berlangsung secara reversibel (dua arah). Reaksi-reaksi ini tidak selalu berjalan hingga sempurna, melainkan mencapai titik kesetimbangan di mana laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik. Prinsip kesetimbangan kimia banyak digunakan dalam industri kimia. Reaksi kesetimbangan harus dibuat bergeser ke arah zat hasil sehingga diperoleh hasil yang maksimum. Oleh karena itu, akan diperoleh produk dengan kualitas tinggi dan bahan baku sehemat mungkin. Waktu reaksi akan lebih cepat dengan adanya katalis yang tepat di mana hal ini dinamakan kondisi optimum. Dengan demikian faktor konsentrasi, suhu, tekanan, dan volume harus diperhatikan. 

Contoh penggunaan prinsip sistem kesetimbangan kimia dalam industri kimia yaitu pada pembuatan amonia (NH3) menurut proses Haber-Bosch. Amonia dibuat dengan mereaksikan secara langsung gas nitrogen dengan gas hidrogen menurut reaksi: N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) ΔH = -92 kJ

Gas nitrogen diperoleh dari udara melalui proses penyulingan bertingkat. Udara cair dan gas hidrogen diperoleh dari oksigen gas alam, yaitu metana menurut reaksi:

CH4 (g) + O2 (g) ⇄ CO2 (g) + 2H2 (g)

Pembuatan NH3 akan dalam kondisi optimum dengan nilai ekonomis jika dilakukan dalam suhu rendah, tekanan tinggi, konsentrasi N2 dan H2 ditambah hingga berlebih, serta digunakan katalis Fe dan K2O sehingga kesetimbangan cepat terbentuk. Pada praktiknya, biasanya pembuatan amonia dilakukan dengan suhu 400-500 °C. Berdasarkan persamaan reaksi di atas, reaksi pembentukan amonia adalah reaksi eksoterm sehingga apabila suhu dinaikkan terus, maka reaksi ke arah reaktan akan berlangsung lebih cepat. Hal ini berarti bahwa NH3 akan terurai kembali menjadi H2 dan N2. Oleh karena itu, untuk memperoleh produk secara maksimal suhu tidak boleh terlalu tinggi. Pada reaksi kesetimbangan amonia (NH3), jumlah koefisien di sebelah kiri lebih besar dari pada jumlah koefisien di sebelah kanan sehingga untuk memperoleh hasil maksimal tekanannya harus dinaikkan.