Bilangan Oksidasi Reaksi Redoks

Bilangan Oksidasi Reaksi Redoks- Perkembangan konsep redoks tidak berhenti sampai transfer elektron. Konsep tersebut berkembang terus sejalan dengan munculnya masalah dalam reaksi-reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengan konsep transfer elektron maupun dengan konsep pengikatan oksigen. Akan tetapi, hanya dapat dijelaskan dengan konsep bilangan oksidasi.

1. Bilangan Oksidasi dan Penentuan Bilangan Oksidasi

Apa yang dimaksud dengan bilangan oksidasi? Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan yang menyatakan valensi atom dalam suatu senyawa yang dapat memiliki harga positif maupun negatif. Bagaimana menentukan bilangan oksidasi (biloks) atom suatu unsur? Dalam hal ini, para pakar kimia bersepakat mengembangkan aturan yang berkaitan dengan biloks unsur, yaitu sebagai berikut.

a. Dalam bentuk unsur atau molekul unsur (Gambar 7.2), bilangan oksidasi atom-atomnya sama dengan nol. Contoh:

Biloks Na dalam unsur Na = 0; biloks O dalam molekul O2 = 0;

biloks Cl dalam molekul Cl2 = 0; biloks P dalam molekul P4 = 0.

Contoh molekul unsur

Gambar 7.2Contoh molekul unsur: Cl2, P4, S8

b. Dalam senyawa ion, bilangan oksidasi atom-atom sama dengan muatan kation dan anionnya. Contoh:

Dalam senyawa NaCl, atom Na bermuatan +1 dan atom Cl bermuatan –1 sehingga bilangan oksidasi Na = +1 dan Cl = –1.

c. Bilangan oksidasi atom-atom yang lain ditentukan menurut aturan berikut.

1) Biloks atom golongan IA dalam semua senyawa adalah +1. Biloks atom golongan IIA dalam semua senyawa adalah +2.

2) Biloks atom-atom unsur halogen dalam senyawa biner adalah –1, sedangkan dalam senyawa poliatom bergantung pada senyawanya.

3) Biloks atom oksigen dalam senyawa adalah –2, kecuali dalam peroksida (H2O2, Na2O) sama dengan –1 dan dalam superoksida sama dengan –1/2.

4) Biloks atom hidrogen dalam senyawa adalah +1, kecuali dalam senyawa hidrida sama dengan –1.

d. Jumlah total bilangan oksidasi dalam senyawa netral sama dengan nol (Gambar 7.2). Jumlah total bilangan oksidasi untuk ion sama dengan muatan ionnya. Contoh:

Biloks total dalam molekul H2O = 0; biloks total dalam ion CO32– = –2; biloks total dalam ion NH4+ = +1.

Biloks total molekul-molekul sama dengan nol

Gambar 7.3Biloks total molekul-molekul sama dengan nol.

Contoh Menentukan Bilangan Oksidasi Atom dalam Senyawa Ion

Tentukan biloks setiap atom dalam senyawa dan ion berikut: NO2, ClO3 , NH4+.

Jawab

Dalam NO2:

• Biloks total molekul NO2 = 0 (aturan d)

• Biloks O dalam NO2 = –2 (aturan c.3)

• Biloks N dalam NO2 = {biloks N + 2(biloks O) = 0}

Jadi, biloks N dalam NO2 = +4.

Dalam ion ClO3 :

• Biloks total ion ClO3 = –1 (aturan d)

• Biloks O dalam ClO3 = –2 (aturan c.3)

• Biloks Cl dalam ClO3 = {biloks Cl + 3(biloks O) = –1}

Jadi, biloks Cl dalam ClO3 = +5.

Dalam ion NH4+:

• Biloks ion NH4+ = +1 (aturan d)

• Biloks H dalam NH4+ = +1 (aturan c.4)

• Biloks N dalam NH4+ = {biloks N + 4(biloks H)= +1}

Jadi, biloks N dalam NH4+ = –3.

Pada contoh soal tersebut, atom N dapat memiliki biloks lebih dari satu, yakni –3 dan +4. Kenyataannya bukan hanya atom N, melainkan banyak atom-atom yang memiliki biloks lebih dari satu, terutama atom-atom unsur transisi dan beberapa atom nonlogam. Bagaimana menentukan biloks atom yang memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi, seperti yang terdapat dalam senyawa poliatom, misalnya FeSO4, Fe2(SO3)3, KCrO3, dan K2Cr2O7? Biloks atom dalam senyawa ion poliatom dapat ditentukan dengan mudah jika Anda mengetahui muatan setiap ion.

Dalam senyawa FeSO4, atom Fe dan S memiliki biloks lebih dari satu sehingga sukar menentukan biloksnya secara langsung. Akan tetapi, jika Anda mengetahui muatan setiap ion, misalnya ion Fe = 2+ dan ion SO4= 2– (aturan d) maka biloks Fe dan S dapat ditentukan. Agar lebih mudah, perhatikan reaksi penguraian FeSO4 berikut.
FeSO4(s) →Fe2+(aq)+SO42–(aq)

Menurut aturan b, biloks ion sama dengan muatannya maka biloks Fe = +2. Biloks S ditentukan dengan cara yang sama seperti pada contoh soal sebelumnya, hasilnya biloks S =+6. Jadi, biloks atom-atom dalam FeSO4 adalah Fe = +2, S = +6, dan O =–2.

Contoh Menentukan Bilangan Oksidasi Atom dalam Senyawa Poliatom

Tentukan biloks atom-atom dalam Fe2(SO3)3.

Jawab

Muatan ion dalam Fe2(SO3)3 adalah

Fe3+ = 3+ dan SO32– = 2–

Biloks Fe = +3 (aturan 4)

Biloks total ion SO32– = –2 (aturan 4)

Biloks O dalam SO32– = –2 (aturan 3.c)

Biloks S dalam SO32– = {biloks S + 3(biloks O) = –2}.

Jadi, biloks S dalam SO32– = +4.

2. Reaksi Reduksi Oksidasi dan Bilangan Oksidasi

Bagaimana bilangan oksidasi dapat menjelaskan reaksi redoks? Apa Anda cukup puas dengan konsep transfer elektron? Tinjau reaksi antara SO2 dan O2 membentuk SO3. Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)

Jika dikaji berdasarkan konsep pengikatan oksigen maka reaksi tersebut adalah reaksi oksidasi. Jika dikaji berdasarkan transfer elektron maka Anda mungkin akan bingung, mengapa? Pada reaksi tersebut tidak terjadi transfer elektron, tetapi melalui penggunaan bersama pasangan elektron membentuk ikatan kovalen.

Rumus struktur lewis SO2

Gambar 7.4Rumus struktur lewis SO2 dan SO3

Oleh karena senyawa SO3 merupakan senyawa kovalen (perhatikan Gambar 7.4) maka reaksi tersebut tidak dapat dijelaskan dengan konsep transfer elektron. Sesungguhnya, banyak reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengan transfer elektron maupun dengan pengikatan oksigen, di antaranya:

a) CO2(g)+4H2(g) →CH4(g) + 2H2O(l)

b) I2(g)+3Cl2(g) →2ICl3(g)

c) Cu(s)+HNO3(aq) →Cu(NO3)2(aq)+NO2(g)+H2O(l)

d) Na2S2O3(aq)+2HCl(aq) →2NaCl(aq)+H2O(l)+SO2(g)+S(s)

Oleh karena banyak reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengan konsep pengikatan oksigen maupun transfer elektron maka para pakar kimia mengembangkan konsep alternatif, yaitu perubahan bilangan oksidasi. Menurut konsep ini, jika dalam reaksi bilangan oksidasi atom meningkat maka atom tersebut mengalami oksidasi. Sebaliknya, jika bilangan oksidasinya turun maka atom tersebut mengalami reduksi. Berdasarkan konsep bilangan oksidasi, apakah reaksi SO2 dan O2tersebut merupakan reaksi redoks? Untuk mengetahui suatu reaksi tergolong reaksi redoks atau bukan menurut konsep perubahan bilangan oksidasi maka perlu diketahui biloks dari setiap atom, baik dalam pereaksi maupun hasil reaksi. Biloks dari SO2, O2, dan SO3 adalah 0 (aturan d). Biloks O dalam SO2 dan SO3 = –2 (aturan c.3) maka biloks S dalam SO2= +4 dan biloks S dalam SO3 = +6. Secara diagram dapat dinyatakan sebagai berikut.

Berdasarkan diagram tersebut dapat disimpulkan bahwa:

a) atom S mengalami kenaikan biloks dari +4 menjadi +6, peristiwa ini disebut oksidasi;

b) atom O mengalami penurunan biloks dari 0 menjadi –2, peristiwa ini disebut reduksi.

Dengan demikian, reaksi tersebut adalah reaksi redoks. Manakah reduktor dan oksidator pada reaksi di atas? Oleh karena molekul O2 menyebabkan molekul SO2 teroksidasi maka molekul O2adalah oksidator. Molekul O2 sendiri mengalami reduksi akibat molekul SO2 sehingga SO2 disebut reduktor.

Contoh Reaksi Redoks Menurut Perubahan Bilangan Oksidasi

Tentukan manakah oksidasi dan reduksi serta reduktor dan oksidator pada reaksi berikut:

CO2(g) + 4H2(g)→CH4(g) + 2H2O(g)

Jawab

Tentukan biloks setiap atom.

Dalam CO2, biloks O = –2 dan C = +4.

Dalam H2, biloks H = 0

Dalam CH4, biloks H = +1, dan C = –4

Dalam H2O, biloks H = +1 dan O = –2

Atom C mengalami penurunan biloks dari +4 menjadi –4 (reduksi) dan atom H mengalami kenaikan biloks dari 0 menjadi +1 (oksidasi). Dalam bentuk diagram dapat dinyatakan sebagai berikut:

Sebagai reduktor adalah molekul H2 dan sebagai oksidator adalah molekul CO2.

Reaksi Disproporsionasi

Apa yang dimaksud dengan reaksi disproporsionasi? Reaksi disproporsionasi atau disebut juga reaksi swaredoks adalah suatu reaksi yang mengalami oksidasi dan juga reduksi pada pereaksinya.

Contoh:

Hidrogen peroksida dipanaskan pada suhu di atas 60°C dan terurai menurut persamaan reaksi berikut:

H2O2(l) →H2O(l) + O2(g)

Biloks atom O dalam H2O2 adalah –1 (aturan c.3). Setelah terurai berubah menjadi –2 (dalam H2O) dan 0 dalam (O2). Persamaan kerangkanya:

Oleh karena molekul H2O2 dapat berperan sebagai oksidator dan juga reduktor maka reaksi tersebut dinamakan reaksi disproporsionasi atau reaksi swaredoks.

3. Tata Nama Senyawa dan Biloks

Pada bab sebelumnya, Anda telah belajar tata nama senyawa biner dan senyawa poliatom. Tata nama tersebut berlaku untuk zat molekuler atau senyawa ion yang mengandung kation hanya memiliki satu harga muatan atau biloks logam golongan IA dan IIA. Untuk kation-kation logam yang memiliki lebih dari satu harga biloks (khususnya unsur-unsur transisi), tata namanya ditambah angka romawi dalam tanda kurung yang menunjukkan harga biloks. Angka romawi tersebut tidak terpisahkan dari nama kationnya. Contoh:

SnCl2 dan SnCl4, keduanya memiliki unsur yang sama. Untuk membedakan nama kedua senyawa itu, harga biloks timah disisipkan ke dalam nama menurut aturan sebelumnya (timah klorida). Biloks Sn dalam SnCl2 adalah +2 dan dalam SnCl4 adalah +4. Jadi, nama kedua senyawa itu adalah

SnCl2 : timah(II) klorida

SnCl4 : timah(IV) klorida

Artikel Terkait

Updated: 4 November 2014 — 18:12

1 Comment

Add a Comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014