Menyetarakan Reaksi Redoks dengan Metode Bilangan Oksidasi

oleh admin

Menyetarakan reaksi reduksi-oksidasi dengan metode bilangan oksidasi didasarkan pada pengertian bahwa jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari reduktor sama dengan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari oksidator.

Bilangan oksidasi adalah angka atau nilai yang menggambarkan tingkat kehilangan atau penerimaan elektron oleh suatu unsur dalam suatu senyawa atau ion. Bilangan oksidasi ini sangat penting dalam kimia karena membantu mengidentifikasi apakah suatu reaksi adalah reaksi reduksi atau oksidasi.

Reaksi reduksi adalah reaksi kimia di mana suatu zat menerima elektron, sementara reaksi oksidasi adalah reaksi di mana suatu zat kehilangan elektron. Dalam reaksi reduksi, bilangan oksidasi unsur akan berkurang, sedangkan dalam reaksi oksidasi, bilangan oksidasi unsur akan meningkat.

Menyetarakan reaksi reduksi-oksidasi adalah proses untuk memastikan bahwa jumlah elektron yang ditransfer dalam reaksi tersebut sama. Dalam menyetarakan reaksi redoks cara ini, suasana reaksi tidak begitu mempengaruhi, meskipun suasana reaksi belum diketahui. Penyetaraan persamaan reaksi redoks ini dapat digunakan baik untuk reaksi redoks yang berlangsung dalam larutan maupun reaksi redoks yang berlangsung tidak dalam larutan.

Tahap-tahap penyetaraan reaksi redoks dengan metode bilangan oksidasi sebaiknya disesuaikan dengan reaksi yang diberikan yaitu apakah reaksi bentuk molekul atau ion.

Jika reaksi dalam bentuk molekul maka penyetaraan dapat dilakukan menurut tahap-tahap sebagai berikut:

Tahap 1:
Periksalah semua unsur yang terlibat dalam reaksi untuk mengetahui unsur mana yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

Tahap 2 :
Setarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi dengan cara membubuhkan koefisien yang tepat.

Tahap 3 :
Tentukan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami oksidasi (reduktor) dan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami reduksi (oksidator).

Tahap 4 :
Samakan jumlah perubahan bilangan oksidasi tersebut dengan cara membubuhkan koefisien yang sesuai.

Tahap 5 :
Setarakan unsur-unsur yang lainnya dalam urutan KAHO, yaitu kation, anion, hidrogen, dan oksigen.

Jika reaksi dalam bentuk ion maka penyetaraan dapat dilakukan menurut tahap-tahap sebagai berikut.
Tahap 1 sampai tahap 4 sama seperti tahap-tahap penyetaraan persamaan bentuk molekul.
Tahap 5 : tentukan jumlah muatan di ruas kiri dan di ruas kanan
Tahap 6 : setarakan muatan dengan cara:

Baca Juga: Alkil Alkanoat

Jika muatan di sebelah kiri lebih negatif maka tambahkan ion H⁺ . ini berarti reaksi dengan suasana asam.
Jika muatan di sebelah kiri lebih positif maka tambahkan ion OH^–. Ini berarti reaksi dengan suasana basa.

Tahap 7 : Setarakan hidrogen dengan menambahkan H₂O pada ruas yang berlawanan dan periksa jumlah atom O, jika sudah setara berarti reaksi benar.

Contoh 1

Setarakan reaksi:
HCl(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → KCl(aq) + CrCl₃(aq) + Cl₂(g) + H₂O(l)

Lihat Jawaban

Persamaan di atas dalam bentuk molekul sehingga penyetaraannya sebagai berikut
Tahap 1 :
Unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah Cl dan Cr

Jadi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah
Cl pada ruas kiri (HCl) = -1 dan pada ruas kanan (Cl₂) = 0, sedangkan Cl dari KCl dan CrCl₃ tidak mengalami perubahan bilangan oksidasi, yaitu -1.
Cr pada ruas kiri (K₂Cr₂O₇) = +6 dan pada ruas kanan = +3

Tahap 2 :
Setarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi dengan cara mengisi koefisien yang tepat. Untuk menyetarakan atom Cl yang berubah dari bilangan oksidasi -1 menjadi 0, maka bubuhkan koefisien HCl = 2; sedangkan untuk menyetarakan atom Cr yang berubah dari bilangan oksidasi +6 menjadi +3 bubuhkan koefiseien CrCl₃ = 2.

2HCl(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → KCl(aq) + 2CrCl₃(aq) + Cl₂(g) + H₂O(l)

Tahap 3 :
Menentukan jumlah penambahan dan pengurangan bilangan oksidasi dari unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

Tahap 4 :
samakan jumlah perubahan bilangan oksidasi dengan cara membubuhkan koefisien yang tepat, yaitu
HCl dan Cl₂ kalikan 3
K₂Cr₂O₇ dan CrCl₃ kalikan 1
6HCl(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → KCl(aq) + 2CrCl₃(aq) + 3Cl₂(g) + H₂O(l)

Tahap 5 :
setarakan unsur-unsur lainnya dalam urutan KAHO
Kation, yaitu atom K disesuaikan koefisiennya agar setara. Pada ruas kanan KCl dibubuhkan koefisien 2.
6HCl(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → 2KCl(aq) + 2CrCl₃(aq) + 3Cl₂(g) + H₂O(l)

Anion, yaitu atom Cl, dengan menjumlahkan semua atom Cl pada ruas kanan reaksi diperoleh atom Cl sebanyak 14 buah (yaitu, dua pada KCl, enam pada CrCl₃, dan enam pada Cl₂); sedangkan jumlah atom Cl pada ruas kiri ada enam buah, yaitu pada HCl. Oleh karena itu pada ruas kiri koefisien HCl dijadikan 14.
14HCl(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → 2KCl(aq) + 2CrCl₃(aq) + 3Cl₂(g) + H₂O(l)

Selanjutnya, setarakan atom H, yaitu bubuhkan koefisien H₂O = 7
Ternyata atom O sudah setara, berarti persamaan tersebut sudah setara.

Jadi persamaan reaksi setara :
14HCl(aq) + K₂Cr₂O₇(aq) → 2KCl(aq) + 2CrCl₃(aq) + 3Cl₂(g) + 7H₂O(l)

Contoh 2

Setarakan reaksi Cr₂O₇^2-(aq) + Fe²⁺(aq) → Cr³⁺(aq) + Fe³⁺(aq)

Lihat Jawaban

Persamaan di atas dalam bentuk ion, maka penyetaraannya sebagai berikut.

Tahap 1 :
Unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah Cr dan Fe (dihitung untuk 1 atom Cr)

Tahap 2 :
setarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi dengan cara membubuhkan koefisien yang tepat.

Cr₂O₇^2-(aq) + Fe²⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + Fe³⁺(aq)

Tahap 3 :
menentukan jumlah penambahan dan pengurangan bilangan oksidasi dari unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi (dihitung untuk 2 atom Cr) Tahap 4 :
samakan jumlah perubahan bilangan oksidasi dengan cara membubuhkan koefisien yang tepat, yaitu:
Cr₂O₇^2- : kalikan 1
Fe²⁺ : kalikan 6
Cr₂O₇^2-(aq) + 6 Fe²⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + 6 Fe³⁺(aq)

Tahap 5 :
tentukan jumlah muatan di ruas kiri dan di ruas kanan

Tahap 6 :
setarakan muatan, karena di ruas kiri lebih kecil (bermuatan negatif -14) maka tambahkan 14 ion H⁺, berarti reaksi suasana asam.

Cr₂O₇^2-(aq) + 6 Fe²⁺(aq) + 14 H⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + 6 Fe³⁺(aq)

Tahap 7 :
setarakan hidrogen dengan menambahkkan H2O pada ruas yang berlawanan dan periksa atom O. Jika sudah setara berarti reaksi sudah benar.
Cr₂O₇^2-(aq) + 6 Fe²⁺(aq) + 14 H⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + 6 Fe³⁺(aq) + 7H₂O(l )