Redoks

Tiap reaksi kimia harus setara. Maksudnya, jumlah atom dan muatan ruas kiri harus sama dengan ruas kanan. Jika reaksi itu sederhana, dapat disetarakan secara langsung. Akan tetapi, tidak tiap reaksi dapat disetarakan secara langsung. Berarti, ada reaksi yang harus disetarakan dengan suatu metode. Metode yang digunakan untuk menyetarakan reaksi redoks adalah metode bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi.
• Metode bilangan oksidasi
Metode bilangan oksidasi didasarkan pada penambahan bilangan oksidasi atau pengurangan bilangan oksidasi, sedangkan unsur yang mengalami penurunan bilangan oksidasi disebut mengalami reduksi. Untuk menyetarakan reaksi redoks dengan metode bilangan oksidasi, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:
a. Periksalah bilangan oksidaasi semua unsur yang terlibat dalam reaksi. Untuk mengetahui unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi, tulislah bilangan oksidasi di atas tiap unsur.
b. Berilah koefisien reaksi sehingga unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi menjadi setara.
c. Hitunglah jumlah kenaikan bilangan oksidasi untuk unsur yang mengalami oksidasi dan penurunan bilangan oksidasi unsur yang mengalami reduksi.
d. Setarakan perubahan bilangan oksidasi itu dengan cara memberikan koefisien reaksi yang sesuai.
e. Setarakan unsur-unsur yang lain dengan urutan kation, anion, hidrogen, dan oksigen.
Sebagai contoh:
Penyetaraan reaksi dari:
KMnO4 (aq)+ FeSO4 (aq)+ H¬2SO4(aq)  K2SO4(aq) + Fe2(SO¬4) (aq) + MnSO4(aq) + H2O(l)
Langkah 1: Memeriksa bilangan oksidasi semua unsur yang terlibat dalam reaksi:
+7 +2 +3 +2
KMnO4 (aq)+ FeSO4 (aq)+ H¬2SO4(aq)  K2SO4(aq) + Fe2(SO¬4) (aq) + MnSO4(aq) + H2O(l)
Langkah 2: Memberikan koefisien reaksi sehingga unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi menjadi setara. Pada reaksi ini, unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah Mn dan Fe. Oleh karena itu, berilah koefisien pada senyawa yang mengandung unsur itu sehingga terjadi reaksi setara:
KMnO4 (aq)+ 2FeSO4 (aq)+ H¬2SO4(aq)  K2SO4(aq) + Fe2(SO¬4) (aq) + MnSO4(aq) + H2O(l)

Langkah 3: Menghitung jumlah kenaikan bilangan oksidasi untuk unsur yang mengalami oksidasi dan penurunan bilangan oksidasi unsur yang mengalami reduksi:
Oksidasi: 2Fe2+  2 Fe3+, bilangan oksidasi bertambah 2(+3)-2(+2)=2
Reduksi: MnO4-  Mn2+, bilangan oksidasi berkurang 7-2=5
Langkah 4: Menyetarakan perubahan bilangan oksidasi itu dengan cara memberikan koefisien reaksi yang sesuai. Untuk menyetarakan kedua reaksi itu, koefisien pada reaksi oksidasi dikalikan 5, sedangkan koefisien pada reaksi reduksi dikalikan 2.
2KMnO4 (aq)+ 10FeSO4 (aq)+ H¬2SO4(aq)  K2SO4(aq) + 5Fe2(SO¬4) (aq) + 2MnSO4(aq) + H2O(l)

Langkah 5: Menyetarakan unsur-unsur yang lain dengan urutan kation, anion, hidrogen, dan oksigen. Kation yang tidak mengalami perubahan bilangan oksidasi (K+) ternyata sudah setara; anion yang tidak mengalami perubahan bilangan oksidasi (SO42-) ternyata di ruas kiri ada 10 (yaitu pada FeSO4). Sedangkan di ruas kanan ada 18 (1 pada K2SO4, 15 pada Fe2(SO4)3, dan 2 pada MnSO4). Oleh karena itu, tulislah koefisien H2SO4 = 8 :

2KMnO4 (aq)+ 10FeSO4 (aq)+ 8H¬2SO4(aq)  K2SO4(aq) + Fe2(SO¬4) (aq) + MnSO4(aq) + H2O(l)
Selanjutnya, menyetarakan H. jumlah atom H di ruas kiri ada 16 (yaitu pada H2SO4), sedangkan di ruas kanan ada 2 (yaitu pada H2O). oleh karena itu, tulislah koefisien H2O = 8. Setelah itu, periksalah atom O di kedua ruas. Ternyata atom O sudah setara.
Jadi, hasil penyetaraan reaksi di atas adalah:
2KMnO4 (aq)+ 10FeSO4 (aq)+ 8H¬2SO4(aq)  K2SO4(aq) + 5Fe2(SO¬4) (aq) + 2MnSO4(aq) +8 H2O(l)

• Metode setengah reaksi atau metode ion electron
Metode setengahreaksi didasarkan pada pengertian bahwa jumlah electron yang dilepaskan pada reaksi oksidasi sama dengan jumlah electron yang ditangkap pada reaksi reduksi. Langkah awal dari metode ini adalah menentukan setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi. Dalam penulisan itu yang ditulis hanya spesi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Kemudian, masing-masing setengah reaksi itu disetarakan antara ruas kiri dan ruas kanan. Setelah itu, kedua setengah reaksidijumlahkan kembalai sehingga menjadi reaksi redoks yang utuh. Berdasarkan medianya, metode ini dibeadkan menjadi dua, yaitu reaksi dalam suasana asam dan reaksi dalam suasana basa.
a. Menyetarakan reaksi redoks dalam suasana asam

Sebagai contoh:
Penyetaraan reaksi:
K2Cr2O7 (aq) + HCl (aq)  KCl (aq) + CrCl3 (aq)+ H2O (l) + Cl2 (g)

llangkah 1: menuliskan setengah reaksi oksidasi dan reduksi:
oksidasi : Cl- (aq)  Cl2 (g)
reduksi : Cr2O72- (aq)  Cr3+(aq)
langkah 2: menyetarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah Cl dan C. untuk menyetarakan kedua unsur itu, tulislah koefisien Cl = 2 dan koefisien Cr3+ = 2

oksidasi : 2 Cl (aq)  Cl 2 (g)
reduksi : Cr2O72- (aq)  2 Cr3+ (aq)
langkah 3: menyetarakan oksigen dan hidrogen. Untuk kekurangan satu oksigen tambahkan satu molekul H2O. kemudian, samakan jumlah atom hidrogen dengan cara menambahkan ion H+. oleh karena itu, tambahkan 7 molekul H2O di ruas kanan dan 14 ion H+ diruas kiri pada reaksi reduksi. Adapun reaksi oksidasi tidak megandung oksigen dan hidrogen.
oksidasi : 2 Cl (aq)  Cl 2 (g)
reduksi : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq)  2 Cr3+ (aq) + 7H2O(l)
langkah 4: menyetarakan muatan dengan cara menambahkan elektron pada ruas yang muatannya lebih besar.
Untuk reaksi oksidasi, muatan di ruas kiri = -2, sedangkan di ruas kanan=0. Oleh karena itu tambahkan 2e- di ruas kanan.
Untuk reaksi reduksi, muatan di ruas kiri = +12, sedangkan di ruas kanan=+6. Oleh karena itu, tambahkan 6e-di ruas kiri.
oksidasi : 2 Cl (aq)  Cl 2 (g) + 2e-
reduksi : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) + 6e- 2 Cr3+ (aq) + 7H2O(l)
langkah 5: menyamakan jumlah elektron yang dilepaskan pada reaksi oksidasi dengan jumlah elektron yang ditangkap pada reaksi reduksi. Pada reaksi oksidasi harus dikalikan 3 agar jumlah elektronnya sama dengan jumlah elektron pada reaksi reduksi yaitu 6e-.
oksidasi : 6Cl (aq)  3Cl 2 (g) + 6e-
reduksi : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) + 6e- 2 Cr3+ (aq) + 7H2O(l)
redoks : Cr2O72- (aq) + 14H+(aq) + 6 Cl- (aq)  2 Cr3+ (aq) + 3Cl 2 (g) + 7H2O(l)
jadi, reaksi totalnya adalah:
K2Cr2O7 (aq) + 14HCl (aq)  2KCl (aq) + 2CrCl3 (aq)+ H2O (l) + 3Cl2 (g) + 7H2O (l)


b. Menyetarakan reaksi redoks dalam suasana basa
Sebagai contoh:
Penyetaraan reaksi:
Bi2O3 (s) + NaOH(aq) + NaCl(aq)  NaBiO3(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)
Langkah 1: menuliskan setengah reaksi oksidasi dan reduksi
Oksidasi : Bi2O3 (s)  BiO3- (aq)
Reduksi : CIO-(aq)  Cl-(aq)
Langkah 2: menyetarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi adalah Cl dan Bi. Untuk menyetarakan kedua unsur itu, tulislah koefisien BIO-3 (aq) =2, sedangkan atom klorin sudah setara.
Oksidasi : Bi2O3 (s)  2BiO3- (aq)
Reduksi : CIO-(aq)  Cl-(aq)
Langkah 3: menyetarakan oksigen dan hidrogen. Untuk kelebihan satu oksigen, tambahkan satu molekul H2O. kemudian, tambahkan ion OH- pada ruas yang lain.
Oksidasi : Bi2O3(s) + 6OH-(aq)  2BiO3(aq)- + 3H2O(aq)
Reduksi : CIO-(aq)+ H2O (aq) Cl-(aq) + 2OH-(aq)
Dengan cara seperti itu, kadang-kadang atom H belum setara. Jika hal itu terjadi, tambahkan satu ion OH- untuk setiap kelebihan satu atom H dan tambahkan 1 molekul H2O pada molekul yang lain. Misalnya, reaksi NH3 (aq)  NO-3 (aq) tidak dapat disetarakan seperti cara diatas
Akan tetapi, ruas kiri masih harus ditambah 3 ion OH- dan ruas kanan harus ditambah 3 molekul H2O sehingga reaksi setaranya adalah:
NH3 (aq) + 6OH-(aq) + 3OH-(aq)NO-3(aq)+3H2O(l)+ 3H2O(l)
Langkah 4: menyetarakan muatan dengan cara menambahkan elektron pada ruas yang muatannya lebih besar. Untuk reaksi oksidasi, muatan di ruas kiri =-6 sedangkan di ruas kanan=-2. Oleh karena itu, tambahkan 4 e- di ruas kanan. Untuk reaksi reduksi, muatan di ruas kiri=-1, sedangkan di ruas kanan =-3. Oleh karena itu, tambahkan 2e- di ruas kiri.
Oksidasi : Bi2O3(s) + 6OH-(aq)  2BiO3-(aq) + 3H2O(aq) + 4e-
Reduksi : CIO-(aq)+ H2O (aq)+ 2e- Cl-(aq) + 2OH-(aq)
Langkah 5: menyamakan jumlah elektron yang dilepaskan pada reaksi oksidasi dengan jumlah elektron yang ditangkap pada reaksi reduksi. Reaksi reduksi harus dikalikan 2 agar jumlah elektronnya sama dengan jumlah elektron pada reaksi oksidasi, yaitu 4e-.
Oksidasi : Bi2O3 (s)+ 6OH-(aq)  2BiO3(aq)- + 3H2O(aq) + 4e-
Reduksi : 2CIO-(aq)+ 2H2O (aq)+ 2e- 2Cl-(aq) + 4OH-(aq)
Redoks: Bi2O3 (s) + 2OH-(aq) + 2CIO-(aq) 2BiO3(aq)- + H2O (l)+ 2Cl-(aq)
Jadi, reaksi totalnya adalah:
Bi2O3 (s) + 2NaOH(aq) + 2NaCIO(aq) 2NaBiO3(aq)- + 2NaCl(aq) + H2O (l)

(*Nb: segala hal yang berkaitan dengan posting diatas adalah semata-mata dari niat tulus dari penulis untuk membagi ilmu kepada khalayak banyak, dan apabila dari penulisan referensi diatas (yang merupakan potongan bahan dari sebuah buku) terdapat kesalahan dan kekeliruan, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya)