Penyetaraan Reaksi Redoks Menggunakan Metode Aljabar Sederhana

Sabtu, 07 November 2015

Penyetaraan reaksi redoks menggunakan metode aljabar sederhana ini sangat matematis. Metode ini dapat dijadikan alternatif dalam penyetaraan reaksi redoks selain menggunakan metode yang ada selama ini. Dengan metode perubahan bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi biasa siswa banyak yang mengalami kesulitan. Tawaran metode aljabar sederhana ini bertujuan agar siswa dapat memilih cara yang dirasa lebih mudah. Metode ini selanjutnya diberi nama metode "MAS". Metode ini sangat cocok digunakan apabila persamaan reaksi redoks tersaji dalam bentuk ion-ion. Meski demikian jika terdapat persamaan reaksi redoks bentuk lengkap (tanpa dimunculkan ion) tetap dapat digunakan namun penyelesaiannya sampai pada tahap tinjau jumlah atom-atomnya saja kemudian dicari penyelesaiannya seperti paparan tulisan saya sebelumnya.
Kelebihan dari metode MAS ini TIDAK PERLU menghitung bilangan oksidasi, TIDAK PERLU pula meng-ion-kan zat-zat dalam persamaan reaksi redoks. Kekurangannya adalah metode ini sangat matematis oleh karena itu diperlukan ketelitian dalam berhitung meskipun hitungannya relatif sederhana.



Tahap penyetaraan reaksi redoks menggunakan metode aljabar sederhana:
  1. Penambahan ion H+ dan OH;
  2. Pemberian huruf koefisien;
  3. Tinjau muatan;
  4. Substitusi angka penyelesaian huruf koefisien;
  5. Penyesuaian suasana reaksi.
Berikut ini contoh penerapan penyetaraan reaksi redoks yang melibatkan sejumlah muatan dengan penyelesaian setahap demi setahap. Kalau diselesaikan langsung tentu akan jauh lebih ringkas:

#1 ➤ MnO + PbO2 ➡ MnO4 + Pb2+ (suasana asam)

1-1. Penambahan ion H+ dan OH
Tambahkan spesi OH salah satu ruas dan H+ pada ruas yang lain. Abaikan molekul H2O jika terdapat dalam persamaan reaksi.

MnO + PbO2 + OH ➡ MnO4 + Pb2+ + H+

1-2. Pemberian huruf koefisien
Beri huruf koefisien, mulai dari salah satu atom yang muncul sekali di ruas kiri dan ruas kanan. Jika dijumpai atom dengan jumlah atom lebih banyak maka ia mendapat prioritas mendapat huruf koefisien, misalnya a sedangkan yang lebih sedikit menjadi 2a, 3a, 4a dan seterusnya sesuai jumlah atom yang mendapat prioritas.
Untuk huruf koefisien usahakan hanya menggunakan 2 macam huruf, misal a dan b.
Gunakan persamaan untuk spesi lainnya.
Biasanya dalam satu ruas terdapat 2 huruf koefisien yang beda, kecuali pada reaksi disproporsionasi atau reaksi komproporsionasi)

MnaMnO + PbO2 + OHaMnO4 + Pb2+ + H+
PbaMnO + bPbO2 + OHaMnO4 + bPb2+ + H+
OaMnO + bPbO2 + (4a–1a–2b)OHaMnO4 + bPb2+ + H+
HaMnO + bPbO2 + (3a–2b)OHaMnO4 + bPb2+ + (3a–2b)H+

1-3. Tinjau muatan:
Muatan ruas kiri = Muatan ruas kanan (di langkah ini buat persamaan jumlah muatan antara ruas kiri dan jumlah muatan ruas kanan, ingat hanya muatan + dan – saja).
⇒ –(3a–2b) = –1a + 2b + (3a – 2b)
⇒ –3a+2b=–1a+2b+3a–2b
⇒ 2b = 5a
b = 5 dan a = 2

1-4. Substitusi angka penyelesaian huruf koefisien
Jika hasil substitusi berupa bilangan negatif tukarkan posisi ruas kiri dan kanannya.
aMnO + bPbO2 + (3a–2b) OH ➡ aMnO4 + bPb2+ + (3a–2b)H+
2MnO + 5PbO2 + (6–10) OH ➡ 2MnO4 + 5Pb2+ + (6–10)H+
2MnO + 5PbO2 + (–4) OH ➡ 2MnO4 + 5Pb2+ + (–4)H+
2MnO + 5PbO2 + 4H+ ➡ 2MnO4 + 5Pb2+ + 4 OH

1-5. Penyesuaian suasana reaksi:
  • Jika reaksi berlangsung dalam suasana asam netralkan OH yang muncul dengan menambahkan H+ sejumlah OH itu pada kedua ruas persamaan, selanjutnya ubah H+ dan OH yang seruas ini menjadi molekul air.
  • Jika reaksi berlangsung dalam suasana basa netralkan H+ yang muncul dengan menambahkan OHsejumlah H+ itu pada kedua ruas persamaan, selanjutnya ubah H+ dan OH yang seruas ini menjadi molekul air.
2MnO + 5PbO2 + 4H+ ➡ 2MnO4 + 5Pb2+ + 4OH
2MnO + 5PbO2 + 4H+ + 4H+ ➡ 2MnO4 + 5Pb2+ + 4OH+ 4H+
2MnO + 5PbO2 + 8H+ ➡ 2MnO4 + 5Pb2+ + 4H2O

Untuk meyakinkan periksa apakah jumlah atom dan muatan ruas kiri dan kanan sudah setara.

#2 ➤ I+ SO42– ➡ H2S + I2 (suasana asam)

2-1. Penambahan ion H+ dan OH
I+ SO42– + H+ ➡ H2S + I2 + OH

2-2. Pemberian huruf koefisien
Tulis huruf koefisien pada unsur yang muncul sekali di ruas kiri dan kanan. Prioritas peletakan pertama huruf koefisien zat ada pada zat yang memiliki jumlah atom lebih banyak
Pemberian huruf koefisien berturut-turut atom I, S, O, dan H

2-3. Tinjau muatan:
Jumlah muatan ruas kiri = jumlah muatan ruas kanan
⇒ –2a – 2b + 6b = –4b
⇒ –2a = –4b –4b
⇒ –2a = –8b
⇒ 2a = 8b
⇒ 1a = 4b
Jadi a=4 dan b=1

2-4. Substitusi angka penyelesaian huruf koefisien
2a I+ b SO42– + 6b H+ ➡ b H2S + a I2 + 4b OH
2.4 I+ 1 SO42– + 6.1 H+ ➡ 1 H2S + 4 I2 + 4.1 OH
8 I+ SO42– + 6 H+ ➡ H2S + 4 I2 + 4OH
    2-5. Penyesuaian suasana reaksi (suasana asam):
    8 I+ SO42– + 6H+ ➡ H2S + 4 I2 + 4OH
    8 I+ SO42– + 6H+ + 4H+ ➡ H2S + 4I2 + 4OH + 4 H+
    8 I+ SO42– + 10H+ ➡ H2S + 4I2 +  H2O


    #3 ➤ MnO4 + C2O42– ➡ MnO2 + CO2 (suasana basa)
    3-1. Penambahan ion H+ dan OH
    MnO4 + C2O42– + H+ ➡ MnO2 + CO2 + OH

    3-2. Pemberian huruf koefisien
    aMnO4 + bC2O42– + 2aH+ ➡ aMnO2 + 2bCO2 + 2aOH

    3-3. Tinjau muatan:
    Muatan ruas kiri = Muatan ruas kanan
    –a – 2b +2a = –2a
    3a = 2b ⟶ a = 2; dan b = 3

    3-4. Substitusi angka penyelesaian huruf koefisien
    aMnO4 + bC2O42– + 2aH+ ➡ aMnO2 + 2bCO2 + 2aOH
    2MnO4 + 3C2O42– + 4H+ ➡ 2MnO2 + 6CO2 + 4OH

    3-5. Penyesuaian suasana reaksi (suasana basa):
    2MnO4 + 3C2O42– + 4H+ + 4OH ➡ 2MnO2 + 6CO2 + 4OH + 4OH (karena reaksi berlangsung dalam suasana basa maka netralkan H+ yang muncul dengan menambahkan OH- pada kedua ruas masing-masing sebanyak H+ yang muncul itu)
    2MnO4 + 3C2O42– + 4H2O ➡ 2MnO2 + 6CO2 + 8OH


    #4 ➤ Cr(OH)3 + H2O2 ⟶ CrO42– + H2O (suasana basa)

    4-1. Penambahan ion H+ dan OH

    Cr(OH)3 + H2O2 + OH ➡ CrO42– + H+
    ----Ingat jika muncul H2O pada salah satu ruas boleh diabaikan saja, sebab nanti pada akhir penyetaraan akan muncul secara otomatis.

    4-2. Pemberian huruf koefisien
    Cr ⇒ aCr(OH)3 + H2O2 + OH aCrO42– + H+
    O ⇒ aCr(OH)3 + bH2O2 + (4a–3a–2b)OHaCrO42– + H+
    O ⇒ aCr(OH)3 + bH2O2 + (a–2b)OHaCrO42– + H+
    H ⇒ aCr(OH)3 + bH2O2 + (a–2b)OHaCrO42– + (3a+2b+a–2b)H+
    H ⇒ aCr(OH)3 + bH2O2 + (a–2b)OH aCrO42– + (4a)H+

    4-3. Tinjau muatan:
    Muatan ruas kiri = Muatan ruas kanan
    –1a+2b = –2a + 4a
    ⇒ –1a + 2b = 2a
    ⇒ 2b = 3a
    ⇒ a = 2 dan b = 3

    4-4. Substitusi angka penyelesaian huruf koefisien
    aCr(OH)3 + bH2O2 + (a-2b)OH ➡ aCrO42– + (4a)H+
    2Cr(OH)3 + 3H2O2 – 4OH ➡ 2CrO42– + 8H+
    2Cr(OH)3 + 3H2O2 ➡ 2CrO42– + 8H+ + 4OH
    2Cr(OH)3 + 3H2O2 ➡ 2CrO42– + 4H+ + 4H2O

    4-5. Penyesuaian suasana reaksi (suasana basa):
    2Cr(OH)3 + 3H2O2 ➡ 2CrO42– + 4H+ + 4H2O
    --- netralkan H+ yang muncul dengan menambahkan OH sebanyak H+ itu pada kedua ruas
    2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4OH ➡ 2CrO42– + 4H+ + 4H2O + 4OH
    2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4OH ➡ 2CrO42–+ 8H2O

    #5 ➤ Reaksi disproporsionasi MnO42– ➡ MnO2 + MnO4 (suasana asam)
    5-1. Penambahan ion H+ dan OH
    MnO42– + H+ ➡ MnO2 + MnO4 + OH

    5-2. Pemberian huruf koefisien
    Mn ⇒ (a+b)MnO42– + H+ ➡ aMnO2 + bMnO4 + OH
    O ⇒ (a+b)MnO42– + H+ ➡ aMnO2 + bMnO4 + (4(a+b)-2a-4b)OH
    O ⇒ (a+b)MnO42– + H+ ➡ aMnO2 + bMnO4 + (2a)OH
    H ⇒ (a+b)MnO42– + 2aH+ ➡ aMnO2 + bMnO4 + (2a)OH

    5-3. Tinjau muatan:
    Muatan ruas kiri = Muatan ruas kanan
    ⇒ –2a – 2b + 2a = –1b – 2a
    ⇒ –2a + 2a + 2a = 2b –1b
    ⇒ 2a = 1b
    Jadi a = 1 dan b = 2

    5-4. Substitusi angka penyelesaian huruf koefisien
    (a+b)MnO42– + 2aH+ ➡ aMnO2 + bMnO4 + (2a)OH

    3MnO42– + 2H+ ➡ MnO2 + 2MnO4 + 2 OH

    5-5. Penyesuaian suasana reaksi (suasana asam):
    3MnO42– + 2H+ ➡ MnO2 + 2MnO4 + 2OH
    3MnO42– + 2H+ + 2H+ ➡ MnO2 + 2MnO4 + 2OH + 2H+
    3MnO42– + 4H+ ➡ MnO2 + 2MnO4 + 2H2O

    Catatan: di ruas sebelah manakah mesti ditambahkan H+ dan di ruas sebelah manakah mesti ditambahkan OH? Pada metode ini bebas mau ditambahkan di ruas mana pun, toh nanti pada akhirnya akan dilakukan penyesuaian jika didapat persamaan hasil koefisien yang negatif, tinggal dipindah ke ruas lainnya dan menjadi positif sehingga tidak ada lagi koefisien dengan nilai negatif. Lihat contoh penyelesaian nomor 1.

    Semoga bermanfaat.
    Pangkalan Bun, 7 November 2015
    Wassalam,
    Urip Rukim
    Bagikan di

    6 komentar:

    1. Balasan
      1. Ndak ada, hasil utak-atik saja, toh hasilnya ndak beda dengan metode lain.

        Hapus
    2. assalaamu'alaikum pak. permisi pak utk menyetarakn pers reaksi redoks soal prtama saya mnemukan hasil pers akhirny adlah 4H+ + 2MnO2 + 3PbO2 ---> 2H2O + 3Pb2+ + 2MnO4- dan hasil ini setara baik dari koefisiennya maupun dari segi muatannya tetapi beda dg hasil yg di atas. saya mnggunakan setengah reaksi. mohon penjelasannya pak. terima kasih.

      BalasHapus
    3. maaf pak maksud saya bkan koefisien reaksi ttpi jmlah atom. terima kasih pak.

      BalasHapus
      Balasan
      1. Ndak masalah kalau beda, karena itu dimungkinkan dan memang jumlah atom seimbang ruas kiri kanan, jumlah muatan juga seimbangan kiri kanan.

        Hapus

     
    Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info