Penyetaraan Reaksi Redoks Dengan Bilangan Oksidasi

A.      PENYETARAAN REAKSI REDOKS

Reaksi redoks dikatakan setara bila memenuhi dua syarat yaitu :

1. Jumlah atom sebelum reaksi ( reaktan ) =  jumlah atom sesudah reaksi ( produk )
2. Jumlah muatan sebelum reaksi (reaktan) =  jumlah muatan sesudah reaksi ( produk)

Penyetaraan reaksi redoks dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :

1. Cara Bilangan Oksidasi
2. Cara Setengah Reaksi ( Cara Ion-Elektron )

1. Cara Bilangan Oksidasi

Langkah penyetaraan cara bilangan oksidasi :

1.   Tentukan bilangan oksidasi atom-atom yang mengalami reaksi redoks

2.   Tentukan selisih bilangan oksidasi atom-atom yang mengalami reaksi redoks

3.   Kalikan silang dengan selisih bilangan oksidasi pada atom/ion/senyawa yang mengalami

      perubahan bilangan oksidasi

4.   Setarakan jumlah muatan dengan menambah H⁺ pada yang muatannya lebih kecil. 

5.   Setarakan jumlah atom H dengan menambah H₂O

Jika suasana asam, penyetaraan selesai. Jika suasana basa, H⁺ harus diganti dengan OH^-  dengan cara sebagai berikut :           - Tambahkan OH^- pada kedua ruas sebanyak H⁺

                                      - Gabungkan H⁺ dengan OH^- menjadi H₂O

                                      - Kurangi kelebihan H₂O

Contoh :

Setarakan reaksi berikut :

1.    Fe²⁺  + MnO₄^-  →   Fe³⁺  +  Mn²⁺                                          ( suasana asam )

2.    CrO₄^2- + Fe(OH)₂ →   Cr₂O₃ + Fe(OH)₃                              ( suasana basa )

3.    Cr₂O₇^2-  +  SO₂  →     2 Cr³⁺  +  HSO₄^­-

Jawab :

1. Fe²⁺  + MnO₄^-   →     Fe³⁺  +  Mn²⁺                    ( suasana asam )

Langkah 1 & 2 :  Tentukan bilangan oksidasi atom-atom yang mengalami reaksi redoks

    Bilangan oksidasi (biloks) Mn berubah dari +7 menjadi +2 terjadi perubahan biloks 5 satuan

    Bilangan oksidasi (biloks) Fe berubah dari +2 menjadi +3 terjadi perubahan biloks 1 satuan

Langkah 3 :    Kalikan silang dengan selisih bilangan oksidasi pada spesi yang mengalami 
                        perubahan bilangan oksidasi

                        Jadi Mn dikalikan 1 dan Fe dikalikan 5, sehingga reaksi menjadi :
                                                  
                                                 5Fe²⁺    +  MnO₄^-     →        5Fe³⁺  +  Mn²⁺

          Muatan :    +10             -1                      +15         +2

          

            Muatan kiri = +9
 Muatan kanan = +17 

Karena muatan ruas kiri < muatan ruas kanan, maka ditambahkan ion H⁺   

          Maka tambahkan 8H⁺   di ruas kiri (yang muatannya lebih kecil)

Langkah 4 :          5Fe²⁺  +  MnO₄^-  + 8H⁺ →  5Fe³⁺  +  Mn²⁺ 

                     
                Setarakan H dengan menambah   H₂O secukupnya 

                 Karena di ruas kiri terdapat  8H⁺ maka di ruas kanan ditambahkan 4H₂O

Langkah 5 :          5Fe²⁺  +  MnO₄^-  + 8H⁺ → 5Fe³⁺  +  Mn²⁺  +  4H₂O 

Hitung O di ruas kiri dan di ruas kanan.  pada contoh di atas jumlah atom O di ruas kiri = 4 dan jumlah atom O di ruas kanan = 4. Jadi, reaksi sudah setara

        2. CrO₄^2- + Fe(OH)₂  → Cr₂O₃ + Fe(OH)₃      ( suasana basa )

Langkah 1 & 2 :    2CrO₄^2- + Fe(OH)₂ →  Cr₂O₃ + Fe(OH)₃ 

                             +12           +2                    +6              +3

Biloks Cr berubah dari +12 menjadi +6 , jadi selisih biloks Cr = +6
Biloks Fe berunbah dari  +2 menjadi  +3 , jadi selisih biloks  = +1

Kalikan silang berdasarkan selisih biloks yang terjadi. Spesi yang mengandung Cr dikalikan 1 sedangkan spesi yang mengandung Fe dikalikan 6 sehingga reaksi menjadi

                                                 2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂  → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃                       

Langkah 3            : 2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂  → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃

Muatan                    -4                0                 0              0

                       Tambahkan H⁺  pada yang muatannya kecil 

Karena muatan ruas kiri = -4 dan muatan ruas kanan = 0, maka

Muatan ruas kiri < muatan ruas kanan.

Jadi pada ruas kiri ditambahkan 4H<sup>+    

Sehingga reaksi yang terjadi menjadi :</sup>

2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂ + 4H⁺ → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃

Hitung jumlah H.

Karena jumlah H ruas kiri = 16   dan jumlah H ruas kanan = 18, maka ditambahkan H2O
pada ruas kiri, sehingga terbentuk reaksi

2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂ + 4H⁺ + H₂O → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃

Langkah 4            : 2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂ + 4H⁺ + H₂O → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃

Langkah 5            : 2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂  + 4H⁺  + H₂O  → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃

              

Karena reaksi dalam suasana basa, maka harus dibuat dalam suasana basa (OH^-), dengan menambah OH^- sebanyak H⁺ yang ada pada kedua ruas.

                      2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂  + 4H⁺  + H₂O + 4 OH^- →Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃ + 4 OH^-

                      2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂  + 4 H₂O   + H₂O + 4 OH^- → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃ + 4 OH^-

                      2CrO₄^2- + 6Fe(OH)₂  + 5 H₂O  → Cr₂O₃ + 6Fe(OH)₃ + 4 OH^-

3. Cr₂O₇^2-  +  SO₂  →    Cr³⁺  +  HSO₄^­-

     +6              +4             +3            +6

                  

Langkah 1&2      :   Cr₂O₇^2-  +  SO₂ →    2Cr³⁺  +  HSO₄^­-

Menyetarakan atom yang terlibat redoks.

                                                        Cr₂O₇^2-  +  SO₂   →    2Cr³⁺  +  HSO₄^­-

                                                                +12            +4             +6           +6

Biloks Cr berubah dari +12 menjadi +6     , jadi selisih biloks = 6

Biloks S berubah dari +4 menjadi +6       , jadi selisih biloks = 2                                

                                                                                                

Agar selisih biloks setara, maka reaksi SO₂ dengan HSO₄- dikalikan 3

                        Cr₂O₇^2-  + 3 SO₂ →    2Cr³⁺  + 3 HSO₄^­-

           
       Langkah 3 :

                  Cr₂O₇^2-  + 3 SO₂ →    2Cr³⁺  + 3 HSO₄^­-

                    

                     -2             0               +6              -3    

                  

                 Muatan sebelah kiri  : -2

                 Muatan sebelah kanan  : +6-3  = +3

    

                 Selisih muatan  = +5, maka ditambahkan 5H⁺  di ruas kiri  

               

                 Cr₂O₇^2-  + 3 SO₂  +  5H⁺   →  2Cr³⁺  + 3 HSO₄^­- 

Langkah 4 : Menyetarakan atom H dengan menambah H₂O pada yang kekurangan H

                H di sebelah kiri : 5

                H di sebelah kanan : 3

                Jadi tambahkan 2 H₂O di ruas kanan

                Cr₂O₇^2-  + 3 SO₂  +  5H⁺   →        2Cr³⁺  + 3 HSO₄^­-  + 2 H₂O