Penyetaraan Reaksi Redoks Menggunakan Metode Aljabar Sederhana

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.

Baca Selengkapnya » 6

Penyetaraan Reaksi Monster Menggunakan Metode Aljabar Sederhana

Reaksi berikut disebut reaksi monster. Dikatakan begitu mungkin karena tidak mudah untuk menyelesaikannya hingga reaksi tersebut menjadi setara jumlah atom-atomnya di ruas kiri dan kanan. Reaksi monster ini sebenarnya adalah reaksi redoks, namun untuk menyetarakannya ada beberapa alternatif selain menggunakan metode setengah reaksi yang dimodifikasi dan metode perubahan bilangan oksidasi. Salah satu alternatifnya adalah dengan menggunakan metode aljabar sederhana. Metode ini penjelasan langkahnya ada di tulisan sebelumnya.

Reaksi "Monster" yang akan diselesaikan:

[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + MnSO₄ + CO₂ + KNO₃ + K₂SO₄ + H₂O

Langkah-langkah Penyelesaian

• 1️⃣ Tinjau Cr

  Samakan jumlah atom Cr di kedua ruas. Reaktan mengandung 2a × (4+3) = 14a atom Cr, produk K₂Cr₂O₇ memuat 2 atom Cr per molekul, sehingga koefisiennya menjadi 7a.

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + MnSO₄ + CO₂ + KNO₃ + K₂SO₄ + H₂O
• 2️⃣ Tinjau N

  Hitung jumlah atom N pada reaktan: 2a × (6×2 + 6×1) = 2a × 18 = 36a … Nah, di KNO₃ tiap molekul ada 1 atom N, jadi koefisiennya 132a (karena N berasal dari senyawa kompleks kedua pula).

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + MnSO₄ + CO₂ + 132aKNO₃ + K₂SO₄ + H₂O
• 3️⃣ Tinjau C

  Hitung atom C di reaktan: 2a × (6×1 + 6×1) = 2a × 42 = 84a. Seluruh C masuk ke CO₂ (1 atom C per molekul), jadi koefisien CO₂ = 84a.

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + MnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + K₂SO₄ + H₂O
• 4️⃣ Tinjau Mn

  Jumlah atom Mn di kiri dan kanan harus sama. KMnO₄ dan MnSO₄ masing-masing mengandung 1 atom Mn, sehingga koefisien keduanya sama, dimisalkan b.

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + bKMnO₄ + H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + bMnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + K₂SO₄ + H₂O
• 5️⃣ Tinjau K

  K di ruas kanan berasal dari tiga senyawa: K₂Cr₂O₇, KNO₃, dan K₂SO₄. Karena koefisien K₂SO₄ belum diketahui, dimisalkan c untuk diselesaikan nanti.

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + bKMnO₄ + H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + bMnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + cK₂SO₄ + H₂O
• 6️⃣ Tinjau S

  Atom S di ruas kanan ada pada MnSO₄ (koefisien b) dan K₂SO₄ (koefisien c), totalnya b+c. Seluruh S berasal dari H₂SO₄, sehingga koefisien H₂SO₄ = (b+c).

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + bKMnO₄ + (b+c)H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + bMnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + cK₂SO₄ + H₂O
• 7️⃣ Tinjau H

  H di ruas kiri berasal dari senyawa kompleks (192a atom H) dan H₂SO₄ (2(b+c) atom H). Semua H masuk ke H₂O, sehingga koefisien H₂O dapat dinyatakan dalam a, b, dan c.

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + bKMnO₄ + (b+c)H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + bMnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + cK₂SO₄ + xH₂O

  H kiri = H kanan: 192a + 2(b + c) = 2x x = 96a + b + c

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + bKMnO₄ + (b+c)H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + bMnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + cK₂SO₄ + (96a+b+c)H₂O
• 8️⃣ Persamaan atom K

  Tinjau persamaan jumlah atom K untuk mendapat persamaan baru yang menghubungkan variabel b, a, dan c. Ini akan digunakan untuk mengeliminasi variabel b pada langkah substitusi berikutnya.

  K kiri = K kanan: b = 14a + 132a + 2c b = 146a + 2c
• 9️⃣ Substitusi b = 146a + 2c

  Ganti seluruh b dalam persamaan reaksi dengan ekspresi (146a + 2c). Persamaan kini hanya memuat dua variabel bebas: a dan c.

  2a[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + (146a+2c)KMnO₄ + (146a+3c)H₂SO₄ → 7aK₂Cr₂O₇ + (146a+2c)MnSO₄ + 84aCO₂ + 132aKNO₃ + cK₂SO₄ + (242a+3c)H₂O
• 🔟 Persamaan atom O

  Tinjau persamaan jumlah atom O untuk mendapatkan nilai a dan c. Atom O adalah satu-satunya yang belum digunakan sebagai persamaan, sehingga dari sini diperoleh hubungan langsung antara a dan c.

  O kiri = O kanan: 48a + 4(146a+2c) + 4(146a+3c) = 49a + 4(164a+2c) + 2·84a + 3·132a + 4c + 242a + 3c
  48a + 4(146a+3c) = 49a + 2·84a + 3·132a + 4c + 242a + 3c
  632a + 12c = 49a + 168a + 396a + 7c + 243a
  12c − 7c = 855a − 632a
  5c = 223a a = 5, c = 223

  Substitusi a = 5 dan c = 223 ke b = 146a + 2c: b = 146 × 5 + 2 × 223 b = 830 + 446 b = 1176

★ Hasil Akhir Penyetaraan

10[Cr(N₂H₄CO)₆]₄[Cr(CN)₆]₃ + 1176KMnO₄ + 1399H₂SO₄ → 35K₂Cr₂O₇ + 1176MnSO₄ + 420CO₂ + 660KNO₃ + 223K₂SO₄ + 1879H₂O

Sila bandingkan dengan metode lain. :-D

Metode Aljabar Sederhana untuk Penyetaraan Reaksi Kimia Biasa

Ini berbeda dengan metode aljabar yang selama ini saya ajarkan di sekolah. Biasanya jika menggunakan cara aljabar maka huruf koefisien dibuat berbeda-beda pada setiap zat pada persamaan reaksi yang akan dijadikan persamaan matematis.

Misalnya:
a Pereaksi-1 + b Pereaksi-2 + .... → c Produk-1 + d Produk-2 + ...

Alternatif metode penyetaraan reaksi kimia ini bukanlah metode baru, hanya dilakukan sedikit penyederhanaan dari metode aljabar yang selama ini digunakan.

Baca Selengkapnya » 2