Penyetaraan Reaksi Redoks: P2I4 + P4 + H2O → PH4I + H3PO4

Jumat, 28 September 2018

Persamaan reaksi redoks P2I4 + P4 + H2O → PH4I + H3PO4 ini nampaknya sederhana namun proses penyetaraannya dengan metode yang selama ini diajarkan di SMA sepertinya sulit untuk mendapatkan hasil setara secara cepat. Mengapa demikian, ada apa dengan persamaan reaksi redoks itu? Mari periksa bilangan oksidasi setiap unsur dalam senyawaan tersebut.



P2I4 → Keelektronegatifan: I > P. Biloks P = +2 dan biloks I = –1
P4 → Biloks P = 0
PH4I → biloks P = –3, biloks H = +1, biloks I = –1
H3PO4→ biloks P = +5, biloks H = +1, biloks O = –2

Peluang yang mungkin terjadi:
  • reaksi reduksi P pada P2I4 → PH4I
  • reaksi oksidasi P pada P2I4 → H3PO4
  • reaksi reduksi P pada P4 → PH4I
  • reaksi oksidasi P pada P4 → H3PO4
Dari analisis itu tampak bahwa kemungkinan terjadi reaksi disproporsionasi ganda sekaligus reaksi komproporsionasi ganda pula.

A. Metode Aljabar Sederhana
Cara yang relatif cepat untuk menyetarakan persamaan tersebut adalah dengan metode aljabar sederhana. Berikut penyelesaiannya.

Beri huruf a sebagai koefisien pada unsur I yang jumlahnya lebih banyak dan diikuti penyesuaian jumlah I pada ruas lain.

aP2I4 + P4 + H2O → PH4I + H3PO4
aP2I4 + P4 + H2O → 4aPH4I + H3PO4

Karena unsur P muncul beberapa kali maka tidak mungkin ia diberikan koefisien lebih dahulu, terpaksa unsur O yang mendapat prioritas. Senyawa yang memiliki jumlah O lebih banyak akan diberi koefisien b. diikuti penyesuaian jumlah O pada ruas lain.

aP2I4 + P4 + H2O → 4aPH4I + bH3PO4
aP2I4 + P4 + 4bH2O → 4aPH4I + bH3PO4

Yang belum memiliki koefisien tersisa P4 saja maka koefisiennya ditentukan dengan menggunakan huruf koefisien yang telah ada.

aP2I4 + (4a+1b–2a)/4P4 + 4bH2O → 4aPH4I + bH3PO4
aP2I4 + (2a+1b)/4P4 + 4bH2O → 4aPH4I + bH3PO4

Agar tidak diperoleh persamaan pecahan maka semua dikalikan dengan 4
4aP2I4 + (2a+1b)P4 + 16bH2O → 16aPH4I + 4bH3PO4

Dari awal unsur H tidak diperhitungkan dalam pemberian koefisien, maka ditinjau jumlah H pada ruas kiri dan ruas kanan, untuk mendapatkan nilai a dan b.

Jumlah H di ruas kiri = jumlah H di ruas kanan
16b×2 = 16a×4 + 4b×3
32b = 64a + 12b
32b – 12b = 64a
20b = 64a
5b = 16a
Jadi a = 5 dan b = 16

Substitusi ke dalam persamaan dan lakukan penyederhanaan seperlunya:
4aP2I4 + (2a+1b)P4 + 16bH2O → 16aPH4I + 4bH3PO4
(4.5)P2I4 + (2.5+1.16)P4 + (16.16)H2O → (16.5)PH4I + (4.16)H3PO4
20P2I4 + (10+16)P4 + 256H2O → 80PH4I + 64H3PO4
20P2I4 + 26P4 + 256H2O → 80PH4I + 64H3PO4
10P2I4 + 13P4 + 128H2O → 40PH4I + 32H3PO4

Jadi hasil setaranya : 10P2I4 + 13P4 + 128H2O → 40PH4I + 32H3PO4

Metode aljabar ini nampak panjang karena ditampilkan setiap tahapan, bila sudah paham maka ini akan jauh lebih ringkas dan cepat.


B. Metode Setengah Reaksi (Memasangkan reaksi-reaksi yang mungkin)
P2I4 + P4 + H2O → PH4I + H3PO4
1. P2I4 → PH4I
2. P2I4 → H3PO4
3. P4 → PH4I
4. P4 → H3PO4

Metode setengah reaksi (memasangkan reaksi-reaksi yang mungkin, dengan syarat selain O dan H unsur harus ada pada kedua ruas), dari 4 reaksi maka akan digabung 3 reaksi yang pertama agar unsur selain O dan H ada pada kedua ruas.
  1. P2I4 → PH4I
  2. P2I4 → H3PO4
  3. P4 → PH4I
Gabungan ketiga reaksi (reaksi 1, 2, dan 3)
2P2I4 + P4 → 2PH4I + H3PO4

P4 → H3PO4

Setarakan unsur selain O dan H.
2P2I4 + 2P4 → 8PH4I + 4H3PO4
P4 → 4H3PO4

Setarakan jumlah O dengan menambahkan sejumlah H2O pada ruas yang miskin O
2P2I4 + 2P4 + 16H2O → 8PH4I + 4H3PO4
P4 + 16H2O → 4H3PO4

Setarakan jumlah H dengan menambahkan sejumlah H+ pada ruas yang miskin H
2P2I4 + 2P4 + 16H2O + 12H+ → 8PH4I + 4H3PO4
P4 + 16H2O → 4H3PO4 + 20H+

Setarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e pada ruas yang lebih positif
2P2I4 + 2P4 + 16H2O + 12H+ + 12e→ 8PH4I + 4H3PO4
P4 + 16H2O → 4H3PO4 + 20H+ + 20e

Jumlah elektron yang dilepas dengan yang diterima harus sama jumlahnya, lakukan perkalian dengan suatu bilangan bulat sehingga jumlah elektron tersebut sama.
2P2I4 + 2P4 + 16H2O + 12H+ + 12e→ 8PH4I + 4H3PO4 |×5|
P4 + 16H2O → 4H3PO4 + 20H+ + 20e|×3|

10P2I4 + 10P4 + 80H2O + 60H+ + 60e→ 40PH4I + 20H3PO4
3P4 + 48H2O → 12H3PO4 + 60H+ + 60e

Jumlahkan kedua persamaan dengan mengeliminasi spesi yang muncul pada kedua ruas
10P2I4 + 10P4 + 80H2O + 3P4 + 48H2O → 40PH4I + 20H3PO4 + 12H3PO4
10P2I4 + 13P4 + 128H2O → 40PH4I + 32H3PO4


C. Metode Perubahan Bilangan Oksidasi
P2I4 + P4 + H2O → PH4I + H3PO4
Reaksi disproporsionasi ganda dan juga komproporsionasi ganda sebaiknya dibuat skenario reaksi seperti berikut ini dengan menyetarakan jumlah P lebih dahulu.

Gabungkan reaksi yang terhubung dengan garis merah kemudian setarakan jumlah I lebih dahulu. Ingat total spesi yang terhubung harus mengandung unsur yang sama, kecuali O dan H
Total perubahan biloks pada garis merah = turun 24 + turun 20 + naik 6 = turun 38
Total perubahan biloks pada garis hijau = naik 20

Agar perubahan biloks yang naik dan turun sama maka semua spesi yang terhubung garis merah dikalikan 10, dan semua spesi yang terhubung garis hijau dikali 19.
19P4 + 20P4 + 10P2I4 + 20P2I4 + H2O → 80PH4I + 40PH4I + 20H3PO4 + 76H3PO4
39P4 + 30P2I4 + H2O → 120PH4I + 96H3PO4

Setarakan jumlah O pada ruas kiri dengan ruas kanan. O di ruas kiri 1, dan O di ruas kanan 384.
39P4 + 30P2I4 + 384H2O → 120PH4I + 96H3PO4

Periksa jumlah unsur H, bila sudah setara maka semua unsur pada reaksi tersebut telah setara, dan tinggal disederhakan angka koefisiennya.

Sederhanakan koefisien dengan membagi 3.
13P4 + 10P2I4 + 128H2O → 40PH4I + 32H3PO4

Terima kasih bila pembaca bersedia memberikan koreksi dengan menuliskannya pada kotak komentar di bawah ini.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2018 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info