Cara Mendeteksi Persamaan Reaksi Setara dengan Kombinasi Koefisien Tak Terbatas

Persamaan reaksi kimia memiliki dua kemungkinan penyelesaian penyetaraannya. 1) Penyetaraan yang menghasilkan koefisien unik untuk setiap zatnya, 2) Penyetaraan yang menghasilkan koefisien dengan variasi tidak terbatas. Seperti pada bahasan sebelumnya bahwa persamaan reaksi dengan penyelesaian tidak terbatas dimungkinkan karena merupakan reaksi kombinasi dari beberapa tahap reaksi.  Untuk menentukan jenis reaksinya biasanya tidak mudah, diperlukan analisis yang detail. Untuk itu sangat bagus ada hasil penelitian yang menyimpulkan cara mendeteksi persamaan reaksi setara namun dengan kombinasi koefisien tidak terbatas. Berikut ulasan dan referensinya.

Dari hasil laporan penelitian yang diterbitkan pada jurnal The Chemist, diperoleh kesimpulan persamaan reaksi kimia setara akan menghasilkan variasi koefisien tidak terbatas dengan rumusan

• persamaan kimia molekuler (tidak melibatkan ion) berlaku
  [(m + n) – s] > 1,
• persamaan kimia ionik (melibatkan ion) berlaku
  [(m + n) – s ] > 2,

Keterangan simbol:
m = jumlah total reaktan,
n = jumlah total produk,
s = jumlah total berbagai jenis unsur di setiap sisi persamaan kimia

Persamaan tersebut pada tulisan blog ini disederhanakan menjadi:
Total jumlah zat dalam persamaan reaksi (z) dikurangi jumlah jenis unsur (u)

• Untuk persamaan reaksi molekuler
  jumlah zat (z) – jumlah jenis unsur (u) > 1
  z – u > 1 →  kombinasi koefisien zat tidak terbatas
• Untuk persamaan reaksi ion
  jumlah zat – jumlah jenis unsur > 2
  z – u > 2 →  kombinasi koefisien zat tidak terbatas

Contoh terapan:
Contoh-1:
Persamaan reaksi molekuler:
H₂ + O₂ →  H₂O

z = jumlah total zat →  3 (H₂, O₂,  H₂O)
u = jumlah jenis unsur → 2 (H dan O)
z – u = 3 – 2 = 1,
karena z – u ≯ 1 maka persamaan reaksi tersebut menghasilkan persamaan reaksi setara dengan koefisien berupa perbandingan bilangan yang unik (terbatas).

Tanda ≯ dibaca tidak lebih besar dari.
Persamaan reaksi setara
2H₂ + O₂ →  2H₂O (2:1:2)

---

Contoh-2: 
Persamaan reaksi molekuler:
I₄O₉ → I₂O₆ + I₂ + O₂

z = 4 (I₄O₉, I₂O₆, I₂, O₂)
u = 2 (I dan O)
z – u = 4 – 2 = 2,
karena z – u > 1 maka persamaan reaksi tersebut menghasilkan persamaan reaksi setara dengan koefisien berupa perbandingan bilangan yang tidak terbatas.

2I₄O₉ → I₂O₆ + 3I₂ + 6O₂ (2:1:3:6)

2I₄O₉ → 2I₂O₆ + 2I₂ + 3O₂ (2:2:2:3)

4I₄O₉ → 3I₂O₆ + 5I₂ + 9O₂ (4:3:5:9)

---

Contoh-3
Persamaan reaksi ion:
H₂O + MnO₄^– + S^2– →  MnS + S + OH^–
z = jumlah total zat →  6
u = jumlah jenis unsur → 4
z – u = 6 – 4 = 2,
karena z – u ≯ 2 maka persamaan reaksi tersebut menghasilkan persamaan reaksi setara dengan koefisien berupa perbandingan bilangan yang unik (terbatas).

8 H₂O + 2 MnO₄^– + 7 S^2– →  2 MnS + 5 S + 16 OH^–

Perbandingan koefisien zat/ion: 8:2:7:2:5:16

---

Contoh-4
Persamaan reaksi ion:
MnO₄ + H₂O₂ + H⁺ → O₂ + Mn²⁺ + H₂O

z = jumlah total zat →  6
u = jumlah jenis unsur → 3
z – u = 6 – 3 = 3,
karena z – u > 2 maka persamaan reaksi tersebut menghasilkan persamaan reaksi setara dengan koefisien berupa perbandingan bilangan yang tidak terbatas.

2MnO₄ + H₂O₂ + 6H⁺ → 3O₂ + 2Mn²⁺ + 4H₂O (2:1:6:3:2:4)

2MnO₄ + 3H₂O₂ + 6H⁺ → 4O₂ + 2Mn²⁺ + 6H₂O (2:3:6:4:2:6)

2MnO₄ + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 5O₂ + 2Mn²⁺ + 8H₂O (2:5:6:5:2:8)

2MnO₄ + 7H₂O₂ + 6H⁺ → 6O₂ + 2Mn²⁺ + 10H₂O (2:7:6:6:2:10)

Demikian.
CMIIW

Referensi.