PENYETARAAN PERSAMAAN REDOKS

 PENYETARAAN PERSAMAAN REDOKS

Kompetensi Dasar

3.3  Menyetarakan persamaan reaksi redoks

4.3  Menentukan urutan kekuatan pengoksidasi atau pereduksi berdasarkan data hasil percobaan

           

Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar 

1. Menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan metode perubahan biloks pada reaksi ion

2. Menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan metode perubahan biloks pada reaksi molekul

3. Menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan metode setengah  pada reaksi ion 

4. Menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan metode setengah  pada reaksi molekul

Materi Pembelajaran

PETA KONSEP

Reaksi redoks adalah reaksi kimia yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi. Reaksi ini merupakan reaksi gabungan dari setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi. Reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan elektron sehingga terjadi penurunan bilangan oksidasi, sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron sehingga terjadi kenaikan bilangan oksidasi. Spesi yang mengalami oksidasi disebut reduktor dan spesi yang mengalami reduksi disebut oksidator. Pada suatu reaksi kimia yang lengkap, reaksi oksidasi selalu diikuti oleh reaksi reduksi sehingga reaksi yang terjadi disebut reaksi redoks. 

Persamaan reaksi redoks dikatakan setara jika jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kiri sama dengan jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kanan. Pada dasarnya reaksi 

redoks berlangsung di dalam pelarut air sehingga penyetaraan persamaan reaksi redoks selalu melibatkan ion H⁺ dan OH^-. Terdapat dua metode untuk menyetarakan reaksi redoks, yaitu dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi.

1. Penyetaraan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi

    Metode ion elektron atau setengah reaksi berdasarkan prinsip bahwa jumlah elektron yang                      dilepaskan pada setengah reaksi oksidasi sama dengan jumlah elektron yang diserap padasetengah           reaksi reduksi. Penyetaraan persamaan redoks ini berlangsung  dalam suasana asam maupun basa.

    Suasana asam:   

    • Bagian yang kekurangan oksigen ditambahkan H₂O

    • Bagian yang kekurangan hidrogen ditambahkan H⁺

    Suasana basa 

    • Bagian yang kelebihan  oksigen ditambahkan H₂O

    • Bagian yang kekurangan hidrogen ditambahkan OH^-

    a. Penyetaraan reaksi redoks dengan metode  setengah reaksi dalam suasana asam

        Langkah-langkah menyetarakan reaksi dengan metode setengah reaksi 

        Contoh: 

         Setarakan persamaan redoks berikut

          Cu(s) + HNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + NO(g) + H₂O(l)

       1. Tuliskan reaksi ion nya

              Cu(s) + H^+-(aq) + NO₃^-(aq) → Cu^2+-(aq) + 2NO₃^-(aq) + NO(g) + H₂O(l)

           Perubahan  reaksi ion 

                 Cu(s) + NO₃^-(aq) → Cu²⁺(aq) + NO(g)

                 Cu(s) → Cu²⁺  

     NO₃^- (aq) → NO(g) 

       2. Bagian yang kekurangan oksigen ditambahkan H₂O

                 Cu(s) → Cu²⁺  

     NO₃^- (aq) → NO(g)  + 2 H₂O

       3. Bagian yang kekurangan hidrogen ditambahkan H⁺

                 Cu(s) → Cu²⁺ 

     NO₃^- (aq) + 4H⁺  → NO(g)  + 2 H₂O

       4. Menyamakan muatan ruas kiri dan ruas kanan dengan menambahkan  elektron.

             Cu(s) → Cu²⁺  + 2e                      ( reaksi oksidasi)

             NO₃^- (aq) + 4H⁺  + 3e → NO(g)  + 2 H₂O        ( reaksi reduksi)

       5. Menyamakan jumlah elektron  pada reaksi oksidasi dan reduksi, kemudian  menjumlahkan                     setengah reaksi oksidasi dengan setengah reaksi reduksi dan pada akhir reaksi jumlah elektron               dihilangkan.

            Cu(s) → Cu²⁺  + 2e                                               (x 3)

           NO₃^- (aq) + 4H⁺  + 3e → NO(g)  + 2 H₂O          (x 2)

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

            3Cu(s)                                       → 3 Cu²⁺  + 6e                                              

            2NO₃^- (aq) + 8H⁺  + 6e           →  2NO(g)  + 4 H₂O                    

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

         3Cu(s)  +   2NO₃^- (aq) + 8H⁺  → 3 Cu²⁺ +   2NO(g)  + 4 H₂O

        Dalam persamaan molekuler                                                    

        3Cu(s) + 8HNO₃(aq) → 3Cu(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) +4 H₂O(l)  (setara)

   b. Penyetaraan reaksi redoks dengan metode  setengah reaksi dalam suasana basa

       Langkah-langkah menyetarakan reaksi dengan metode setengah reaksi 

       Contoh:

        Setarakan persamaan redoks berikut

        NaCrO₂(aq) + Br₂(g) + NaOH(aq) → Na₂CrO₄(aq) + NaBr(aq) + H₂O(l)

        1.  Tuliskan reaksi ion nya

             Na^+-(aq) + CrO₂^-(aq) + Br₂(g) + Na^+-(aq) + OH^-(aq) → 2Na^+-(aq) + CrO₄^2-(aq) 

             +  Na⁺(aq) + Br^-( aq) +    H₂O(l)   

              Perubahan  reaksi ion                                                                                   

      CrO₂^-(aq) + Br₂(g)  → CrO₄^2-(aq) + Br^-( aq)

              CrO₂^-(aq)   → CrO₄^2-(aq)

              Br₂(g)  → 2Br^-( aq)

       2.  Bagian yang kekurangan oksigen ditambahkan OH^–.

               CrO₂^-(aq)  + 2OH^–  → CrO₄^2-(aq)

               Br₂(g)  → 2Br^-( aq)

       3.  Bagian yang kekurangan hidrogen ditambahkan H₂O

               CrO₂^-(aq)  + 4OH^–.  → CrO₄^2-(aq) + 2H₂O.

               Br₂(g)  → 2Br^-( aq)

       4.  Menyamakan muatan ruas kiri dan ruas kanan dengan menambahkan elektron.

                CrO₂^-(aq)  + 4OH^–  → CrO₄^2-(aq) + 2H₂O + 3e

                Br₂(g) + 2e → 2Br^-( aq)

       5.  Menyamakan jumlah elektron  pada reaksi oksidasi dan reduksi, kemudian  menjumlahkan                      setengah reaksi oksidasi dengan setengah reaksi reduksi dan pada akhir reaksi jumlah elektron                dihilangkan 

                CrO₂^-(aq)  + 4OH^–  → CrO₄^2-(aq) + 2H₂O + 3e         (x 2) 

                Br₂(g) + 2e → 2Br^-( aq)                           (x 3)

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

               2CrO₂^-(aq)  + 8OH^–                     → 2CrO₄^2-(aq) + 4H₂O + 6e          

               3Br₂(g) + 6e                                  → 6Br^-( aq)

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

              2CrO₂^-(aq)  + 8OH^– +    3Br₂(g)  →2CrO₄^2-(aq) + 4H₂O +6Br^-( aq)

        Dalam persamaan molekuler                                                    

        2NaCrO₂(aq) + 3Br₂(g) + 8NaOH(aq) → 2Na₂CrO₄(aq) + 6NaBr(aq) + 4H₂O(l)  (setara)  

2.  Penyetaraan reaksi redoks dengan cara perubahan  biloks

     Metode bilangan oksidasi berdasarkan prinsip bahwa jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari           reduktor sama dengan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari oksidator. Penyetaraan persamaan           redoks ini berlangsung  dalam suasana asam maupun basa.

     -  Suasana asam :  ion H⁺ ditambahkan pada muatan kecil 

     -  Suasana basa  :  ion OH^– ditambahkan pada muatan besar 

     a.  Penyetaraan reaksi redoks dengan cara perubahan  biloks pada reaksi ion 

          Langkah-langkah menyetarakan reaksi dengan metode setengah reaksi perubahan  biloks pada                reaksi ion

          Contoh:

          Setarakan persamaan redok berikut

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

          1. Tentukan bilangan oksidasi pada setiap unsur

                    +7  -2              +2                 +2                +3

                   MnO4^- (aq)+ Fe²⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + Fe³⁺(aq)

          2. Tentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

          3. Tentukan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami oksidasi dan                         jumlah penurunan bilangan oksidasi dari unsur yang mengalami reduksi          

          4. Setarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.                                 

    

          5.  Setarakan muatan.

               Dalam suasana asam menyetarakan muatan kiri dan kanan dengan penambahan ion H+.pada                   muatan kecil

                              MnO4^- (aq)+ 5Fe²⁺(aq)  + 8H⁺ → Mn²⁺(aq) + 5Fe³⁺(aq)

                                 -1               5(+2)                          +2                5(+3)

         6. Setarakan unsur lainnya dalam urutan KAHO.

             Untuk menyetarakan atom H dilakukan penambahan H₂O di ruas kanan sebanyak setengah                     dari H⁺ .

                  MnO4^- (aq)+ 5Fe²⁺(aq)  + 8H⁺ → Mn²⁺(aq) + 5Fe³⁺(aq)  + 4H₂O

b.  Penyetaraan reaksi redoks dengan cara perubahan  biloks pada reaksi molekul

     Langkah-langkah menyetarakan reaksi dengan metode perubahan  biloks pada reaksi molekul

     Setarakan reaksi redoks berikut.

       KMnO₄(aq) + Na₂SO₃(aq) + H₂SO₄(aq) → K₂SO₄(aq) +MnSO₄(aq) + Na₂SO₄(aq) + H₂O(l)

     1. Menentukan bilangan oksidasi pada setiap unsur dalam persamaan reaksi.

           +1 +7 -2          +1 +4 -2         +1 +6 -2          +1 +6 -2               +2 +6 -2     +1 +6 -2

            KMnO₄(aq) + Na₂SO₃(aq) + H₂SO₄(aq) → K₂SO₄(aq) +MnSO₄(aq) + Na₂SO₄(aq) + H₂O(l)

     2. Menentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.                                            

    3. Menentukan jumlah penurunan bilangan oksidasi unsur yang mengalami reduksi (oksidator) dan            jumlah pertambahan bilangan oksidasi unsur yang mengalami oksidasi (reduktor).

    4.  Menyetarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi dengan  meletakkan koefisien           yang sesuai.                  

    5.  Menyetarakan unsur-unsur lainnya mulai dari kation, anion, hidrogen, dan   oksigen (KAHO                   singkatan dari kation, anion, hidrogen, dan oksigen).

          Kation yang tidak berubah bilangan oksidasinya, yaitu K dan Na sudah setara.

          Untuk menyetarakan jumlah atom H, tulis koefisien 3 pada H₂O.

         2KMnO₄(aq)+5Na₂SO₃(aq)+3H₂SO₄(aq) → K₂SO₄(aq)+2MnSO₄(aq) + 5Na₂SO₄(aq) + 3H₂O(l)

       Latihan

       1.  Setarakan persamaan reaksi redoks berikut menggunakan metode perubahan biloks (PBO)! 

           Al(s) + NO₃^-(aq) → AlO₂^- (aq) + NH₃(g)  (suasana basa)

      2. Setarakan persamaan reaksi redoks berikut menggunakan metode setengah reaksi/ion-elektron

          Na₂Cr₂O₇(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + CrCl₃(aq) + Cl₂(g)+ H₂O(l)       (suasana asam)

DAFTAR PUSTAKA

Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas III, Surakarta, Erlangga

Vinsiah, Rananda, S.Pd. 2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI, Kemendikbud

Sutresna, Nana.2016, Aktif dan Kreatif Belajar Kimia Untuk Sekolah Menegah Atas/Madrasah Aliyah Kelas XII peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam, Bandung, Grafindo Media Pratama.

Utami. Budi dkk,  2009. Kimia  Untuk Untuk SMA dan MA Kelas XII.Ilmu Pengetahuan Alam , Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.  

Partana. Crys Far dan Wiyarsi, Antunidkk,  2009. Mari Belajar Kimia  Untuk Untuk SMA dan MA Kelas XII, Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.  

Sukmanawati, Wening. 2009. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. 

Pangajuanto, Teguh dan Rahmidi, Tri. 2009. Kimia 3 Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. 

https://amru.id/penyetaraan-reaksi-redoks-metode-setengah-reaksi/

https://amru.id/penyetaraan-reaksi-redoks-metode-bilangan-oksidasi-biloks/