Penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi, Kls XII IPA

Penyetaraan Reaksi Redoks

Reaksi kimia yang disertai perubahan bilangan reduksi-oksidasi atau reaksi redoks. Reduksi yaitu penurunan bilangan oksidasi atau penyerapan elektron, sedangkan oksidasi yaitu kenaikan bilangan oksidasi atau pelepasan elektron. Reaksi redoks ada yang dapat berlangsung spontan, ada juga yang tidak spontan. Reaksi redoks spontan dapat diguakan sebagai sumber arus, yaitu dalam sel volta seperti baterai dan aki. Deperti yang telah dikemukakan, banyak reaksi redoks yang sukar disetarakan dengan cara menebak. Untuk menetarakan persamaan reaksi redoks, diperlukan cara-cara khusus, yaitu dengan metode bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi

1.      Metode setengah reaksi

Metode ini didasarkan pada pengertian bahwa jumlah elektron yang dilepaskan pada setengah reaksi oksidasi sama dengan jumlah elektron yang diserap pada setengah reaksi reduksi. Penyetaraan dalam suasana basa berbeda dengan larutan bersuasana asam.

a.      Suasana larutan asam

Adapun lanhgkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

Langkah 1: Tulislah kerangka dasar setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi

Reduksi : Cr₂O₇^2-(aq)                Cr³⁺(aq)

Oksidasi : Cl^-(aq)                    Cl₂(g)

Langkah 2 : masing-masing setengah reaksi disetarakan dengan urutan sebagai berikut:

·         Setarakan atom unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi

·         Setarakan oksigen dengan menambahkan molekul air (H₂O)

·         Setarakan atom hidrogen dengan menambahkan ion H⁺

·         Setarakan muatan dengan menambahkan elektron

Reduksi

·      Cr₂O₇^2-(aq)            2Cr³⁺(aq)

·      Cr₂O₇^2-(aq)          2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l)

·      Cr₂O₇^2-(aq) + 14H⁺(aq)          2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l)

·      Cr₂O₇^2-(aq) + 14H⁺(aq) + 6e          2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l)

Oksidasi

·      2Cl^-(aq)         Cl₂(g)

·      2Cl^-(aq)         Cl₂(g)

·      2Cl^-(aq)         Cl₂(g)

·      2Cl^-(aq)         Cl₂(g) + 2e

 

Langkah 3 : samakan jumlah elektron yang diserap pada setengah reaksi reduksi dengan jumlah elektron yang dibebaskan pada setengah reaksi oksidasi (dengan cara kali silang elektron), kemudian jumlahkan.

Reduksi: Cr₂O₇^2-(aq) + 14H⁺(aq) + 6e          2Cr³⁺(aq) + 7H₂O(l)

Oksidasi: 6Cl^-(aq)               3Cl₂(g) + 6e

Redoks: Cr₂O₇^2-(aq) + 14H⁺(aq) + 6Cl^-(aq)        2Cr³⁺(aq) + 3Cl₂(g) + 7H₂O(l)

a.      Susana larutan basa

Penyetaraan setengah-reaksi dalam suasana basa atau netral dilakukan dengan menambahkan basa (ion OH^–), untuk menyetarakan atom O atau H. Tinjaulah reaksi berikut yang dilakukan dalam suasana basa.

MnO₄^– + SO₃^2–  → MnO₂ + SO₄^2–

Caranya sama seperti dalam suasana asam. Akan tetapi, setelah reaksi digabungkan, untuk menyetarakan atom O dan H ditambahkan OH^– pada kedua ruas persamaan.

Tahap 1
MnO₄^– → MnO₂ (reaksi reduksi)
SO₃^2– → SO4₂^–  (reaksi oksidasi)

Tahap 2
MnO₄^– + 4H⁺ → MnO₂ + 2H₂O
SO₃^2– + H₂O → SO₄^2– + 2H⁺

Tahap 3
MnO₄^– + 4H⁺ + 3e^– → MnO₂ + 2H₂O
SO₃^2– + H₂O → SO₄^2– + 2H⁺ + 2e^–

Tahap 4

MnO₄^– + 4H⁺ + 3e^– → MnO₂ + 2H₂O                  (x2)

SO₃^2– + H₂O → SO₄^2– + 2H⁺ + 2e^–                       (x3)

2MnO₄^– + 2H⁺ + 3SO₃^2– → 2MnO₂ + H₂O + 3SO₄^2–

Pada persamaan di atas terdapat 2H⁺. Untuk menetralkannya tambahkan 2OH^– pada kedua ruas persamaan. Persamaan menjadi:
2MnO₄^– + (2H⁺ + 2OH^–) + 3SO₃^2– → 2MnO₂ + H₂O + 3SO₄^2– + 2OH^–

Penambahan OH^– akan menetralkan H⁺ menjadi H₂O. Oleh karena di ruas kanan ada H₂O maka terjadi penghilangan H₂O pada salah satu ruas sehingga persamaan menjadi:
2MnO₄^– + H₂O + 3SO₃^2– → 2MnO₂ + 3SO₄^2– + 2OH^–