Reaksi Redoks dan Elektrokimia
25
1. Cara Bilangan Oksidasi
Penyetaraan persamaan reaksi redoks menggunakan cara bilangan oksidasi biloks dilakukan dengan cara menyamakan jumlah elektron yang dilepas oleh
reduktor dan elektron yang diikat oleh oksidator. Banyaknya elektron yang dilepas ataupun diterima ditentukan melalui perubahan biloks yang terjadi.
Dalam reaksi redoks, H
2
O sering terlibat di dalam reaksi. Oleh karena itu, molekul H
2
O perlu dituliskan dalam persamaan reaksi. Begitu pula ion H
+
dan OH
–
, kadang-kadang perlu dituliskan dalam persamaan reaksi redoks untuk menyatakan apakah reaksi berlangsung dalam suasana asam atau basa.
Setarakan persamaan untuk reaksi antara kalium permanganat dan natrium sulfit dengan hadirnya asam sulfat untuk membentuk kalium sulfat, manganII sulfat,
natrium sulfat, dan air. Jawab
Langkah 1 Langkah 2
KMnO
4
aq + Na
2
SO
3
aq + H
2
SO
4
aq
→
K
2
SO
4
aq + MnSO
4
aq + Na
2
SO
4
aq + H
2
Ol reaksi belum setara
Langkah 3 Tentukan bilangan oksidasi setiap unsur dalam persamaan itu:
+1 +7
–2 +1 +4 –2
+1 +6
–2 +1 +6 –2
+2 +6 –2 +1 +6 –2 +1 –2
KMnO
4
aq + Na
2
SO
3
aq + H
2
SO
4
aq
→
K
2
SO
4
aq + MnSO
4
aq + Na
2
SO
4
aq + H
2
Ol
Langkah 4 Pilihlah unsur-unsur yang mengalami perubahan dalam bilangan oksidasi, artinya
yang mengalami oksidasi atau reduksi.
+7 +4
+2 +6
Mn + S
→
Mn + S
Langkah 5 Samakan jumlah elektron yang dilepas dan diikat agar jumlah elektron yang
dilepaskan sama dengan yang diikat. Jumlah elektron yang dilepaskan harus dikalikan 5, jadi 2 × 5 = 10 elektron.
Adapun jumlah elektron yang diikat dikalikan 2 sehingga menjadi 5 × 2 = 10 elektron. Persamaan menjadi:
2 KMnO
4
aq + 5 Na
2
SO
3
aq + ? H
2
SO
4
aq
→
K
2
SO
4
aq + 2 MnSO
4
aq + 5 Na
2
SO
4
aq + ? H
2
Ol
Langkah 6 Dengan memeriksa ruas kiri dan ruas kanan, tentukan banyaknya mol yang belum
disetarakan, dalam hal ini H
2
SO
4
dan H
2
O yang diperlukan untuk menyetarakan
persamaan. Seperti yang ditunjukkan oleh persamaan dalam langkah 5, 8 mol belerang ditunjukkan di sebelah kanan K
2
SO
4
, 2 MnSO
4
, dan 5 Na
2
SO
4
. Agar di kiri juga menunjukkan 8 mol, harus ditetapkan 3 mol untuk H
2
SO
4
. 2 KMnO
4
aq + 5 Na
2
SO
3
aq + 3 H
2
SO
4
aq
→
K
2
SO
4
aq + 2 MnSO
4
aq + 5 Na
2
SO
4
aq + ? H
2
Ol Banyaknya air dapat dihitung dengan dua cara:
a. Banyaknya total atom oksigen yang ditunjukkan di ruas kiri persamaan terakhir
adalah 35 dan di kanan adalah 32 mol, tidak termasuk H
2
O. Jadi, harus ditambahkan 3 mol air.
Reaksi reduksi oksidasi dapat disetarakan dengan
dua cara: 1. cara bilangan oksidasi;
2. cara setengah reaksi.
Reduction oxidation reaction can be equal with two ways:
1. the change of oxidation number;
2. a half reaction.
Anda Harus Ingat
Contoh
2.1
You Must Remember
natrium sulfat
air natrium
sulfit asam
sulfat kalium
sulfat kalium
permanganat manganII
sulfat
+ +
→
+ +
+
mengikat 5e
melepas 2e
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
26
Kupas Tuntas
2. Cara Setengah ReaksiIon Elektron
Penyetaraan persamaan reaksi redoks dengan cara ini dilakukan dengan membagi reaksi menjadi 2 bagian, yaitu:
a. sistem yang teroksidasi;
b. sistem yang tereduksi.
Penyelesaian dilakukan untuk setiap bagian, dilanjutkan dengan penyetaraan jumlah elektron yang terlibat pada bagian a dan b, yang diakhiri
dengan menjumlahkan kedua reaksi.
b. Banyaknya atom hidrogen yang ditunjukkan di kiri adalah 6 mol 3 H
2
SO
4
. Jadi, harus ditetapkan 3 mol air.
Jadi, persamaan yang setara adalah 2 KMnO
4
aq + 5 Na
2
SO
3
aq + 3 H
2
SO
4
aq
→
K
2
SO
4
aq + 2 MnSO
4
aq + 5 Na
2
SO
4
aq + 3 H
2
Ol
Perhatikan beberapa contoh penyelesaian reaksi redoks dengan cara biloks berikut.
Setarakanlah reaksi berikut. ZnSs + HNO
3
aq
→
ZnSO
4
aq + NOg + H
2
Ol
Jawab
–2 +5
+6 +2
1. ZnSs + HNO
3
aq
→
ZnSO
4
aq + NOg + H
2
Ol
2. 3 ZnSs + 8 HNO
3
aq
→
3 ZnSO
4
aq + 8 NOg + H
2
Ol 3.
3 ZnSs + 8 HNO
3
aq
→
3 ZnSO
4
aq + 8 NOg + 4 H
2
Ol Jadi, persamaan reaksi yang setara adalah
3 ZnSs + 8 HNO
3
aq
→
3 ZnSO
4
aq + 8 NOg + 4 H
2
Ol
–8e×3 +3e×8
e = 8 × 3 = 24
Setarakanlah reaksi antara KMnO
4
dengan KI dalam suasana basa.
Jawab
1. MnO
4 –
+ I
–
→
MnO
2
+ I
2
+7 +4
2. MnO
4 –
+ 2I
–
→
MnO
2
+ I
2
3. 2 MnO
4 –
aq + 6 I
–
aq
→
2 MnO
2
s + 3 I
2
aq 4.
2 MnO
4 –
aq + 6 I
–
aq
→
2 MnO
2
s + 3 I
2
aq + 8 OH
–
aq 5.
2 MnO
4 –
aq + 6 I
–
aq + 4 H
2
Ol
→
2 MnO
2
s + 3 I
2
aq + 8 OH
–
aq 6.
2 KMnO
4
aq + 6 KIaq + 4 H
2
Ol
→
2 MnO
2
s + 3 I
2
aq + 8 KOHaq Jadi, persamaan reaksi yang setara adalah
2 KMnO
4
aq + 6 KIaq+ 4 H
2
Ol
→
2 MnO
2
s + 3 I
2
aq + 8 KOHaq
+3e×2 –2e×3
Setarakan persamaan untuk reaksi natrium dikromat Na
2
Cr
2
O
7
dan asam klorida untuk menghasilkan natrium klorida, kromiumIII klorida, air, dan klorin.
Reaksi redoks berikut: a Fe
2+
+ MnO
4 –
+ b H
+
→ c Fe
3+
+ Mn
2+
+ d H
2
O Harga a, b, c, dan d berturut-
turut adalah .... A.
4, 5, 8, 5 B.
4, 5, 5, 8 C .
5, 5, 8, 4 D.
5, 8, 5, 4 E.
5, 8, 4, 5
Pembahasan a Fe
2+
+ MnO
4 –
+ b H
+
→ c Fe
3+
+ Mn
2+
+ H
2
O I
Fe
2+
+MnO
4 –
→ Fe
3+
+Mn
2+
II 5 Fe
2+
+MnO
4 –
→ 5 Fe
3+
+Mn
2+
III 5 Fe
2+
+MnO
4 –
+8 H
+
→ 5 Fe
3+
+ Mn
2+
IV 5 Fe
2+
+MnO
4 –
+8 H
+
→ 5 Fe
3+
+ Mn
2+
+ 4 H
2
O Jadi, harga a, b, c, dan d
berturut-turut adalah D 5, 8, 5, 4.
UN 2004
+2 +3
+7 1
+2 5
basa
Contoh
2.2
Contoh
2.3
Contoh
2.4
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
27
Kupas Tuntas
Jawab Langkah 1
Langkah 2
Na
2
Cr
2
O
7
aq + HClaq
→
NaClaq + CrCl
3
aq + H
2
Ol + Cl
2
g tidak setara
Langkah 3 Tuliskan bentuk ion setiap zat, baik untuk persamaan reduksi maupun untuk oksidasi.
Untuk persamaan reduksi: Cr
2
O
7 2–
aq
→
2 Cr
3+
aq belum lengkap
Dengan mengetahui bahwa oksigen akan membentuk air, diperoleh Cr
2
O
7 2–
aq
→
2 Cr
3+
aq + 7 H
2
Ol belum lengkap
Juga mengetahui bahwa ion hidrogen harus bergabung dengan oksigen untuk membentuk air, maka diperoleh
Cr
2
O
7 2–
aq + 14 H
+
aq
→
2 Cr
3+
aq + 7 H
2
Ol setara Dengan menambahkan elektron secukupnya pada ruas kiri untuk menyetarakan
muatan maka persamaan menjadi: Cr
2
O
7 2–
aq + 14 H
+
aq + 6 e
–
→
2 Cr
3+
aq + 7 H
2
Ol Untuk persamaan oksidasi:
2 Cl
–
aq
→
Cl
2
g setara Sebanyak 2 e
–
harus ditambahkan di ruas kanan agar muatannya menjadi setara 2 Cl
–
aq
→
Cl
2
g + 2 e
–
Langkah 4 Selanjutnya kedua reaksi reduksi dan oksidasi dijumlahkan:
Cr
2
O
7 2–
aq + 14 H
+
aq + 6 e
–
→
2 Cr
3+
aq + 7 H
2
Ol 32 Cl
–
aq
→
Cl
2
g + 2 e
–
Cr
2
O
7 2–
aq + 14 H
+
aq + 6 Cl
–
aq + 6 e
–
→
2 Cr
3+
aq + 7 H
2
Ol + 3 Cl
2
g + 6 e
–
Persamaan kedua dikalikan 3 sehingga jumlah elektron yang dilepaskan dalam oksidasi sama dengan elektron yang diterima dalam reduksi elektron saling
menghabiskan. Cr
2
O
7 2–
aq + 14 H
+
aq + 6 Cl
–
aq
→
2 Cr
3+
aq + 7 H
2
Ol + 3 Cl
2
g
Langkah 5 Untuk menuliskan persamaan keseluruhan yang setara, dikembalikan ke
persamaan reaksi molekul dengan memasukkan 2 ion Na
+
untuk setiap Cr
2
O
7 2–
dan satu Cl
–
untuk setiap H
+
. Persamaan akhir adalah Na
2
Cr
2
O
7
aq + 14 HClaq
→
2 NaClaq + 2 CrCl
3
aq + 7 H
2
Ol + 3 Cl
2
g Jadi, persamaan yang setara adalah
Na
2
Cr
2
O
7
aq + 14 HClaq
→
2 NaClaq + 2 CrCl
3
aq + 7 H
2
Ol + 3 Cl
2
g
Setarakan persamaan reaksi berikut: MnO
4 –
aq + Cl
–
aq
→
Mn
2+
aq + Cl
2
g
Jawab MnO
4 –
aq
→
Mn
2+
aq reduksi
Cl
–
aq
→
Cl
2
g oksidasi
Menyetarakan jumlah atom O dilakukan dengan penambahan H
2
O jika suasana reaksi asam. Jumlah H dari H
2
O yang ditambahkan disetarakan dengan penambahan H
+
di ruas lain. Jika suasana reaksi basa menyetarakan jumlah atom O dilakukan dengan
penambahan OH
–
di ruas lain. Jumlah H
+
dan OH
–
yang ditambahkan disetarakan dengan penambahan H
2
O di ruas lainnya.
Reaksi redoks berikut: a MnO
4 –
+ 6 H
+
+ b H
2
N
2
C
2
O
4
→ a Mn
2+
+ 8 H
2
O + 10 CO
2
Harga a dan b berturut-turut adalah ....
A . 2 dan 3
B . 2 dan 4
C . 2 dan 5
D. 3 dan 5
E. 4 dan 4
Pembahasan Menyamakan jumlah unsur
dan jumlah ion sebelum dan sesudah reaksi dengan
mengisi koefisien reaksinya. Jadi, koefisien a dan b
berturut-turut adalah C 2 dan 5.
UN 2003
asam
Contoh
2.5
Setengah reaksi
Kata Kunci
+ air + klorin asam
klorida natrium
klorida kromiumIII
klorida natrium
dikromat
+
→
+
Kategori