PENYETARAAN REAKSI REDOKS

(Oleh Titin Mustanginah, Editor : Sukir)

Reaksi redoks merupakan reaksi yang melibatkan reaksi oksidasi dan reduksi. Konsep reaksi oksidasi, natara lain : reaksi pengikatan oksigen, reaksi pelepasan elektron dan reaksi peningkatan bilangan oksidasi. Reaksi reduksi kebalikan dari itu.

Ada reaksi redoks yang sederhana dan ada reaksi redoks yang rumit. Raksi redoks sederhana misalnya pada reaksi logam magnesium dalam larutan HCl menurut reaksi :

Mg(s) + HCl(aq) ------------> MgCl2(aq) + H2 (g)

Reaksi tersebut dapat dengan mudah disetarakan dengan memberikan koefisien 2 pada HCl. Namun bagaimana dengan reaksi yang rumit, misalnya reaksi :

K2Cr2O7 (aq) + HCl(aq)----------> KCl(aq) + CrCl3 (aq) + Cl2 (g) + H2O(l)

Untuk penyetaraan reaksi redoks tersebut, perlu memperhatikan syarat berikut:
1. Jumlah atom di ruas kiri sama dengan di ruas kanan.
2. Jumlah muatan di ruas kiri sama dengan di ruas kanan.
3. Dalam suasana asam melibatkan ion H+ dan dalam suasana basa melibatkan ion OH- yang harus ditulis untuk melengkapi kesetaraan jumlah atom dan muatan.

1. Cara setengah reaksi
Cara setengah reaksi didasarkan pada prinsip bahwa jumlah elektron yang dilepas pada setengah reaksi oksidasi sama dengan jumlah elektron yang ditangkap pada reaksi reduksi.
Langkah-langkah :
1.1.Menuliskan persamaan setengah reaksi ion berdasarkan spesi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.
1.2.Menyetarakan unsur-unsur yang mengalami reaksi redoks.
1.3.Menyetarakan jumlah atom O dengan cara menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan atom O untuk suasana asam, atau menambahkan H2O pada ruas yang kelebihan atom O.
1.4.Menyetarakan atom H dengan menambahkan ion H+ pada ruas yang kekurangan atom H (dalam suasana asam), atau menambahkan ion OH- pada ruas yang kekurangan atom H(dalam suasan basa).
1.5.Menyetarakan muatan dengan menambahkan elektron kemudian menjumlah menjadi reaksi redoks lengkap dengan terlebih dahulu menyetarakan jumlah elektron.
1.6.Memasukan ion-ion yang tidak terlibat dalam reaksi redoks, kemudian menjumlahkannya dengan memperhatikan hukum kekekalan massa (jika diminta reaksi dalam bentuk molekul).


Contoh :
Setarakan reaksi berikut :
K2Cr2O7 (aq) + HCl(aq) -------------> KCl(aq) + CrCl3 (aq) + Cl2 (g) + H2O(l)
(dalam suasana asam)

Langkah 1 :
Yang mengalami perubahan biloks adalah Cr dari +6 menjadi +3 (reduksi) dan Cl dari -1 menjadi 0 (oksidasi). Maka setengah reaksi ionnya ditulis :
Reduksi : Cr2O72- (aq) -------------> Cr3+(aq)
Oksidasi : Cl-(aq) ---------------> Cl2 (aq)

Langkah 2
Reduksi : Cr2O72- (aq) ---------> 2Cr3+(aq)
Oksidasi : 2Cl-(aq) -----------> Cl2 (aq)

Langkah 3
Reduksi : Cr2O72- (aq) ---------> 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
Oksidasi : 2Cl-(aq) -----------> Cl2 (aq)

Langkah 4
Reduksi : Cr2O72- (aq) + 14H+ -----------> 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
Oksidasi : 2Cl-(aq) -------------> Cl2 (aq)

Langkah 5
Reduksi : Cr2O72- (aq) + 14H+ + 6e -----------> 2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
Oksidasi : 2Cl-(aq) --------------> Cl2 (aq) + 2e x 3 +

-----------------------------------------------------------------------------------------------

Redoks : Cr2O72- (aq) + 14H+ + 6Cl-(aq) -----> 2Cr3+(aq) + 3Cl2 (aq) + 7H2O(l)

Langkah 6
Ion-ion yang tidak mengalami reaksi redoks adalah K+ di ruas kiri dan Cl- di ruas kanan. Dengan memasukan K+ menjadi K2Cr2O7 dan 14H+ menjadi 14HCl maka di ruas kanan harus ditambahkan 2KCl.
K2Cr2O7 (aq) + 14HCl(aq) --------> 2KCl(aq) + 2CrCl3 (aq) + 3Cl2 (g) + 7H2O(l)

2. Cara perubahan bilangan oksidasi (PBO)
Cara ini didasarkan pada konsep bahwa jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari reduktor sama dengan penurunan bilangan oksidasi dari oksidator.

Langkah-langkah :
1. Menentukan spesi-spesi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.
2. Menyetarakan spesi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.
3. Menentukan jumlah perubahan bilangan oksidasi.
4. Menyetarakan PBO dengan mengalikan koefisien dengan bilangan yang tepat.
5. Menyetarakan kation, anion hidrogen dan oksigen (KAHO).

Untuk reaksi dalam bentuk ion :
a. Bila ruas kiri kekurangan muatan positif tambahkan ion H+, dan pada ruas kanan ditambahkan sejumlah H2O untuk menyetarakan jumlah atom O (dalam suasana asam).
b. Bila ruas kiri kelebihan muatan positif tambahkan ion OH-, dan pada ruas kanan ditambahkan sejumlah H2O untuk menyetarakan jumlah atom O (dalam suasana basa).

Contoh :
Setarakan : Bi2O3(s) + NaOH(aq) + NaClO(aq) ----> NaBiO3(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

Reaksi ion berdasarkan spesi yang mengalami PBO :

Langkah 1
Bi2O3 (s) + NaOH(aq) + NaClO(aq) --->NaBiO3(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

bilangan oksidasi Bi dalam Bi2O3 adalah +3 naik menjadi +5 pada NaBiO3, sedangkan bilangan oksidasi Cl dalam NaClO adalah +1 turun menjadi -1 pada NaCl.

Langkah 2
Bi2O3 (s) + NaOH(aq) + NaClO(aq) ------->2NaBiO3(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

Langkah 3
Bi2O3 (s) + NaOH(aq) + NaClO(aq) ------->2NaBiO3(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

Biloks Bi naik sebesar 2 x 2e = 4e
Sedangkan biloks Cl turun sebesar 2e


Langkah 4
Bi2O3 (s) + NaOH(aq) + 2NaClO(aq) ------->2NaBiO3(aq) + 2NaCl(aq) + H2O(l)

Langkah 5
Kation, anion, hidrogen dan oksigen sudah setara.
Bi2O3 (s) + 2NaClO(aq) + 2NaOH(aq) -------->2NaBiO3(aq) + 2NaCl(aq) + H2O(l)

Soal Latihan
Setarakan reaksi berikut :
1. IO3(aq) + I-(aq) -----------> I2(aq) (suasana asam)
2. CuS(s) + HNO3(aq) --------> Cu(NO3)2(aq) + S(s) + NO(g) + H2O(l)
3. I2(g) + S2O32-(aq) ---------> I-(aq) + S4O62-(aq)
4. Al(s) + NaOH(aq) + H2O(l) -------->NaAl(OH)4(aq) + H2(g)

Note : Cara setengah reaksi hanya baik untuk reaksi redoks dalam larutan (suasana asam atau basa), sedangkan cara PBO baik untuk menyelesaikan reaksi redoks baik dalam larutan maupun tidak dalam larutan (suasana larutan tidak perlu disebutkan).