Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks

Ada baiknya kita mengingat kembali pelajaran  tentang  redoks ketika kelas X… 

Mohon disimak penjelasan berikut….

Sebelum kita melakukan penyetaraan reaksi, kita mengulang sedikit tentang reaksi redoks. Reaksi redoks terdiri atas setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi. Pada proses oksidasi terjadi pelepasan elektron sedangkan pada reduksi terjadi penangkapan elektron. 
Perhatikan reaksi: Zn(s)  + CuSO₄(aq)  → Cu(s)  + ZnSO₄(aq)

Dapat kita tulis:

Oksidasi:         Zn(s)   → Zn²⁺ (aq) + 2e

Reduksi :         Cu²⁺ (aq) + 2e  → Cu (s)

Cukup! Selanjutnya, kita simak penyetaraan reaksi redoks berikut:

Penyetaraan reaksi redoks berarti menyamakan jumlah atom dan muatan masing-masing unsur pada pereaksi dengan jumlah atom dan muatan masing-masing unsur pada hasil reaksi. Artinya sebelum muatan dan jumlah atom di kedua ruas  sama, maka reaksi masih belum setara.

Penyetaraan persamaan reaksi redoks dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

• Cara Setengah Reaksi
• Cara Perubahan Bilangan Oksidasi

Dengan kedua cara ini kita akan mendapatkan reaksi redoks yang setara. Hasil penyetaraan sama, tergantung mana yang praktis menurut anda…

Baiklah sekarang mari kita bahas masing-masing cara menyetarakan reaksi redoks berikut ini :

1. CARA SETENGAH REAKSI

Cara setengah reaksi, yaitu dengan melihat elektron yang diterima atau dilepaskan. Penyetaraan dilakukan dengan menyamakan jumlah elektronnya. DIUTAMAKAN UNTUK REAKSI DENGAN SUASANA REAKSI YANG TELAH DIKETAHUI.

Contoh :

CuS(s) +  NO₃^-(aq)   →   Cu²⁺(aq)  +  S(s)  +  NO(g)  (suasana asam)

Langkah-langkah penyetaraan :

1. Menuliskan setengah reaksi kedua zat yang akan direaksikan

CuS(s)   →   Cu²⁺(aq)  +  S(s)

NO₃^-(aq)   →    NO(g) 

2. Menyetarakan jumlah atom unsur yang terlibat selain O.

CuS(s)   →   Cu²⁺(aq)  +  S(s)

NO₃^-(aq)   →    NO(g)

3. Menambah H₂O pada suasana Asam (pada yg kurang O) dan pada suasana Basa (pada yg kelebihan O)

CuS(s)   →   Cu²⁺(aq)  +  S(s)

NO₃^-(aq)   →    NO(g) +  2H₂O

4. Menyetarakan atom Hidrogen (H) dengan menambah H⁺ pada suasana Asam dan OH^- pada susana basa

CuS(s)   →   Cu²⁺(aq)  +  S(s)

NO₃^-(aq)   +  4H⁺ →    NO(g) +  2H₂O

5. Menyetarakan muatan dengan menambah elektron

CuS(s) → Cu²⁺(aq) + S(s)+ 2e [selisih elektron hasil reaksi 2 maka ditambah 2e]

NO₃^-(aq) + 4H⁺ + 3e → NO(g) + 2H₂O [elektron pereaksi 3 maka ditambah 3e]

6. Menyamakan jumlah elektron yang diterima dengan yang dilepas dengan perkalian silang antar elektron (didapat dari penambahan jumlah elektron)

CuS(s)   →   Cu²⁺(aq)  +  S(s)+ 2e                  | x 3

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

Hasilnya menjadi :

3CuS(s)   →   3Cu²⁺(aq)  +  3S(s)+ 6e           

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

————————————————————

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

Dapatkah anda buktikan jumlah atom dan muatannya pada kedua ruas sama?…. 

2. CARA PERUBAHAN BILANGAN OKSIDASI

Cara perubahan bilangan oksidasi, dilakukan dengan melihat kecenderungan perubahan bilangan oksidasinya. Penyetaraan dilakukan dengan menyamakan perubahan bilangan oksidasi…(masih ingat unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi?)

PADA CARA INI SUASANA REAKSI UMUMNYA BELUM DIKETAHUI (JANGAN DIRISAUKAN KARENA AKAN DIKETAHUI DARI PERBEDAAN MUATAN PEREAKSI DAN HASIL REAKSI).

Langkah-langkah penyetaraan :

Contoh : 

Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- → Fe³⁺ + Cr³⁺

1. Menyetarakan unsur yang mengalami perubahan biloks

Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- → Fe³⁺ + 2Cr³⁺

2.  Menentukan biloks masing-masing unsur /senyawa

Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- → Fe³⁺ + 2Cr³⁺

2+       +6               3+        +3

2. Menentukan selisih perubahan biloks

Fe²⁺ → Fe³⁺ [biloks naik (oksidasi) → selisih +2 ke +3 adalah 1

Cr₂O₇^2- → 2Cr³⁺ [biloks turun (reduksi) → selisih +6 ke +3 adalah 3. 
         Oleh karena melibatkan 2 atom Cr, maka jumlah perubahan biloks Cr = 2 x 3 = 6 

3. Menyamakan perubahan biloks dengan perkalian silang

Fe x 6 : setiap anda menemukan unsur Fe kalikan dengan 6

Cr x 1 : setiap anda menemukan unsur Cr kalikan dengan 1

Sehingga reaksi di atas menjadi

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- → 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺

4.  Menentukan muatan pereaksi dan hasil reaksi ( Jika muatan pereaksi lebih negatif/rendah maka ditambah H⁺ berarti suasana Asam. Jika muatan pereaksi lebih positif/tinggi,  maka ditambah OH^- berarti suasana basa.

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2-    →    6Fe³⁺ + 2Cr³⁺

+12       – 2= (+10)         18   +    6 = +24

Artinya : muatan pereaksi lebih rendah, maka tambahkan H⁺ sebanyak selisih muatannya yaitu 24-10 = 14 dan diletakkan di tempat yang muatannya kurang. Sehingga reaksi menjadi

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ → 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺

5. Menyetarakan Hidrogen dengan menambah H₂O pada tempat yang belum ada oksigennya.

6Fe²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ → 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Contoh Soal:

Setarakan reaksi berikut:

MnO(s) + PbO₂(s)  →   MnO₄^-(aq) + Pb²⁺(aq)  (suasana asam)

§   Unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah Mn (+2 menjadi +7) dan Pb (+4 menjadi +2)

§      Atom Mn dan Pb sudah setara

§      Perubahan bilangan oksidasi Mn : +2 menjadi +7 = 5

§      Perubahan bilangan oksidasi Pb : +4 menjadi +2 = 2

§     Untuk menyamakan jumlah perubahan bilangan oksidasi, koefisien MnO dan MnO₄^- dikalikan 2, sedangkan koefisien PbO₂ dan Pb²⁺ dikalikan 5.

2MnO(s) + 5PbO₂(s)   →   2MnO₄^-(aq) + 5Pb²⁺(aq)

§     Total muatan di ruas kiri = 0, sedangkan di ruas kanan = +8, maka tambahkan 8 ion H⁺ di ruas kiri

2MnO(s) + 5PbO₂(s)  +  8H⁺(aq)  →  2MnO₄^-(aq) + 5Pb²⁺(aq)   (muatan setara)

§     Jumlah atom H di ruas kiri = 8, sedangkan di ruas kanan tidak ada atom H, maka tambahkan 4 molekul H₂O di ruas kanan.

2MnO(s) + 5PbO₂(s) + 8H⁺(aq) → 2MnO₄^-(aq) + 5Pb²⁺(aq) + 4H₂O(l)  (reaksi setara)

Soal Untuk Latihan:

Setarakan reaksi berikut:

1. Cr₂O₇^2- + VO^2-  → Cr³⁺ + 3VO₃^-      (suasana asam)
2. MnO₄^- + Mn²⁺  → MnO₂   (suasana basa)