Penyetaraan Reaksi Setengah Redoks dengan Metode Ion-Elektron dan Metode Transfer [O]

Konsistensi dalam langkah penyetaraan reaksi redoks perlu diterapkan agar mudah dipahami apapun variasi zat-zat yang terlibat dalam persamaan reaksi. Dalam contoh penyelesaian soal berikut ditunjukkan langkah sistematis untuk penyetaraan setengah reaksi (bisa reaksi reduksi atau reaksi oksidasi). Langkah yang dipaparkan di sini merupakan langkah paling konsisten tanpa banyak pengecualian untuk kedua metode ini.

I. METODE ION-ELEKTRON

Langkah Sistematis Penyetaraan Setengah Reaksi (Reduksi/Oksidasi) Suasana Asam

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H
4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.

Langkah Sistematis Penyetaraan Setengah Reaksi (Reduksi/Oksidasi) Suasana Basa

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H
4. Menetralkan jumlah atom H⁺ dengan menambahkan sejumlah OH^– pada kedua ruas
5. Menggabungkah H⁺ dengan OH^– bila ia ada dalam satu ruas menjadi H₂O
6. Mengeliminasi H₂O bila muncul pada kedua ruas.
7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.

Khusus untuk setengah reaksi yang berlangsung dalam suasana basa memang ada yang menawarkan langkah lebih singkat (menyetarakan jumlah O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kelebihan atom O) namun untuk kasus penyetaraan reaksi tertentu langkah ini justru akan jadi persoalan yang kurang solutif.

---

I-A. Contoh penyelesaian penyetaraan setengah reaksi redoks suasana asam.

PbO₂ → Pb²⁺ (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   PbO₂ → Pb²⁺ (langkah ini dapat dilewati karena unsur selain O/H sudah setara)
   
   
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O
   PbO₂ → Pb²⁺ + 2H₂O
   
   
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H
   PbO₂ + 4H⁺ → Pb²⁺ + 2H₂O
   
   
4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   PbO₂ + 4H⁺ + 2e^– → Pb²⁺ + 2H₂O (Reaksi reduksi setara)

===I.A===

N₂ → NO₃^– (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   N₂ → 2NO₃^–
   
   
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   N₂ + 6H₂O → 2NO₃^–
   
   
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   N₂ + 6H₂O → 2NO₃^– + 12H⁺
   
   
4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   N₂ + 6H₂O → 2NO₃^– + 12H⁺ + 10e^– (Reaksi oksidasi setara)

===I.A===

PO₄^3– → P₄ (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   4PO₄^3– → P₄
   
   
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   4PO₄^3– → P₄ + 16H₂O
   
   
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   4PO₄^3– + 32H⁺ → P₄ + 16H₂O
   
   
4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   4PO₄^3– + 32H⁺ + 20e^– → P₄ + 16H₂O (Reaksi reduksi setara)

===I.A===

S₂O₃^2– → SO₄^2– (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   S₂O₃^2– → 2SO₄^2–
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   S₂O₃^2– + 5H₂O → 2SO₄^2–
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   S₂O₃^2– + 5H₂O → 2SO₄^2– + 10H⁺
4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   S₂O₃^2– + 5H₂O → 2SO₄^2– + 10H⁺ + 8e^– (Reaksi oksidasi setara)

===I.A===

Cr₂O₇^2– → Cr³⁺ (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   Cr₂O₇^2– → 2Cr³⁺
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   Cr₂O₇^2– → 2Cr³⁺ + 7H₂O
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   Cr₂O₇^2– + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 7H₂O
4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   Cr₂O₇^2– + 14H⁺ + 6e^– → 2Cr³⁺ + 7H₂O (Reaksi reduksi setara)

I-B. Contoh penyelesaian penyetaraan setengah reaksi redoks suasana basa.

Cl₂ → ClO₃^– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   Cl₂ → 2ClO₃^–
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   Cl₂ + 6H₂O → 2ClO₃^–
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   Cl₂ + 6H₂O → 2ClO₃^– + 12H⁺
   
4. Menetralkan jumlah atom H⁺ dengan menambahkan sejumlah OH^– pada kedua ruas.
   Cl₂ + 6H₂O + 12OH^– → 2ClO₃^– + 12H⁺ + 12OH^–
5. Menggabungkah H⁺ dengan OH^– bila ia ada dalam satu ruas menjadi H₂O.
   Cl₂ + 6H₂O + 12OH^– → 2ClO₃^– + 12H₂O
6. Mengeliminasi H₂O bila muncul pada kedua ruas.
   Cl₂ + 6H₂O – 6H₂O + 12OH^– → 2ClO₃^– + 12H₂O – 6H₂O
   Cl₂ + 12OH^– → 2ClO₃^– + 6H₂O
7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   Cl₂ + 12OH^– → 2ClO₃^– + 6H₂O + 10e^– (Reaksi oksidasi setara)

===I.B===

MnO₂ → MnO₄^2– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   MnO₂ → MnO₄^2– (tidak perlu dilakukan karena Mn di kedua ruas sudah setara)
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   MnO₂ + 2H₂O → MnO₄^2–
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   MnO₂ + 2H₂O → MnO₄^2– + 4H⁺
4. Menetralkan jumlah atom H⁺ dengan menambahkan sejumlah OH^– pada kedua ruas.
   MnO₂ + 2H₂O + 4OH^– → MnO₄^2– + 4H⁺ + 4OH^–
5. Menggabungkah H⁺ dengan OH^– bila ia ada dalam satu ruas menjadi H₂O.
   MnO₂ + 2H₂O + 4OH^– → MnO₄^2– + 4H₂O
6. Mengeliminasi H₂O bila muncul pada kedua ruas.
   MnO₂ + 2H₂O – 2H₂O + 4OH^– → MnO₄^2– + 4H₂O – 2H₂O
   MnO₂ + 4OH^– → MnO₄^2– + 2H₂O
7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   MnO₂ + 4OH^– → MnO₄^2– + 2H₂O + 2e^– (Reaksi oksidasi setara)

===I.B===

Cr₂O₃ → CrO₄^2– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   Cr₂O₃ → 2CrO₄^2–
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   Cr₂O₃ + 5H₂O → 2CrO₄^2–
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   Cr₂O₃ + 5H₂O → 2CrO₄^2– + 10H⁺
4. 4. Menetralkan jumlah atom H⁺ dengan menambahkan sejumlah OH^– pada kedua ruas.
   Cr₂O₃ + 5H₂O + 10OH^– → 2CrO₄^2– + 10H⁺ + 10OH^–
5. Menggabungkah H⁺ dengan OH^– bila ia ada dalam satu ruas menjadi H₂O.
   Cr₂O₃ + 5H₂O + 10OH^– → 2CrO₄^2– + 10H₂O
6. Mengeliminasi H₂O bila muncul pada kedua ruas.
   Cr₂O₃ + 5H₂O – 5H₂O + 10OH^– → 2CrO₄^2– + 10H₂O – 5H₂O
   Cr₂O₃ + 10OH^– → 2CrO₄^2– + 5H₂O
7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   Cr₂O₃ + 10OH^– → 2CrO₄^2– + 5H₂O + 6e^– (Reaksi oksidasi setara)

===I.B===

H₂O₂ → OH^– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   H₂O₂ → OH^– (langkah ini dapat dilewati karena tidak ada atom selain O/H)
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   H₂O₂ → OH^– + H₂O
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   H₂O₂ + H⁺ → OH^– + H₂O
4. Menetralkan jumlah atom H⁺ dengan menambahkan sejumlah OH^– pada kedua ruas.
   H₂O₂ + H⁺ + OH^– → OH^– + H₂O + OH^–
5. Menggabungkah H⁺ dengan OH^– bila ia ada dalam satu ruas menjadi H₂O.
   H₂O₂ + H₂O → 2OH^– + H₂O
6. Mengeliminasi H₂O bila muncul pada kedua ruas.
   H₂O₂ + H₂O – H₂O → 2OH^– + H₂O – H₂O
   H₂O₂ → 2OH^–
7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   H₂O₂ + 2e^– → 2OH^– (Reaksi reduksi setara)

===I.B===

MnO₄^– → Mn²⁺ (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   MnO₄^– → Mn²⁺ (tidak perlu dilakukan karena Mn di kedua ruas sudah setara)
2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan O.
   MnO₄^– → Mn²⁺ + 4H₂O
3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H⁺ pada ruas yang kekurangan H.
   MnO₄^– + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O
4. Menetralkan jumlah atom H⁺ dengan menambahkan sejumlah OH^– pada kedua ruas.
   MnO₄^– + 8H⁺ + 8OH^– → Mn²⁺ + 4H₂O + 8OH^–
5. Menggabungkah H⁺ dengan OH^– bila ia ada dalam satu ruas menjadi H₂O.
   MnO₄^– + 8H₂O → Mn²⁺ + 4H₂O + 8OH^–
6. Mengeliminasi H₂O bila muncul pada kedua ruas.
   MnO₄^– + 8H₂O – 4H₂O → Mn²⁺ + 4H₂O – 4H₂O + 8OH^–
   MnO₄^– + 4H₂O → Mn²⁺ + 8OH^–
7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
   MnO₄^– + 4H₂O + 5e^– → Mn²⁺ + 8OH^– (Reaksi reduksi setara)

---

II. METODE TRANSFER [O]

Konsep reaksi reduksi/oksidasi berdasarkan transfer oksigen [O] masih cukup relevan digunakan untuk memahami reaksi-reaksi redoks yang umum. Yang dimaksud transfer oksigen di sini adalah benar-benar transfer atom O yang dalam konsep ini dituliskan sebagai huruf O yang diapit dengan tanda kurung siku, [O]. Jadi bukan transfer oksigen sebagai gas oksigen atau O₂. Untuk menghitung transfer elektron dalam konsep ini dapat dikonversi dari jumlah [O] × 2. Jadi setiap satu [O] = 2e^–.

Langkah Sistematis Penyetaraan Setengah Reaksi (Reduksi/Oksidasi) Suasana Asam/Basa dengan Menggunakan Metode Transfer [O]

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
2. Menyetarakan jumlah muatan:
   2a. Bila reaksi berlangsung dalam suasana asam, dilakukan dengan menambahkan ion H⁺ pada ruas yang lebih negatif atau kurang positif.
   2b. Bila reaksi berlangsung dalam suasana basa, dilakukan dengan menambah ion OH^– pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.

II-A. Contoh penyelesaian penyetaraan setengah reaksi redoks suasana asam menggunakan metode transfer [O].

PbO₂ → Pb²⁺ (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   PbO₂ → Pb²⁺
2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H⁺ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
   PbO₂ + 2H⁺ → Pb²⁺
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   PbO₂ + 2H⁺ → Pb²⁺ + H₂O
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   PbO₂ + 2H⁺ → Pb²⁺ + H₂O + [O] (Reaksi reduksi setara)

==II.A==

N₂ → NO₃^– (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   N₂ → 2NO₃^–
2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H⁺ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
   N₂ → 2NO₃^– + 2H⁺
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   N₂ + H₂O → 2NO₃^– + 2H⁺
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   N₂ + H₂O + 5[O] → 2NO₃^– + 2H⁺ (Reaksi oksidasi setara)

==II.A==

PO₄^3– → P₄ (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   4PO₄^3– → P₄
2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H⁺ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
   4PO₄^3– + 12H⁺ → P₄
3. (3) Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   4PO₄^3– + 12H⁺ → P₄ + 6H₂O
4. (4) Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   4PO₄^3– + 12H⁺ → P₄ + 6H₂O + 10[O] (Reaksi reduksi setara)

==II.A==

S₂O₃^2– → SO₄^2– (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   S₂O₃^2– → 2SO₄^2–
2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H⁺ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
   S₂O₃^2– → 2SO₄^2– + 2H⁺
3. (3) Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   S₂O₃^2– + H₂O → 2SO₄^2– + 2H⁺
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   S₂O₃^2– + H₂O + 4[O] → 2SO₄^2– + 2H⁺ (Reaksi oksidasi setara)

==II.A==

Cr₂O₇^2– → Cr³⁺ (suasana asam)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   Cr₂O₇^2– → 2Cr³⁺
2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H⁺ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
   Cr₂O₇^2– + 8H⁺ → 2Cr³⁺
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   Cr₂O₇^2– + 8H⁺ → 2Cr³⁺ + 4H₂O
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   Cr₂O₇^2– + 8H⁺ → 2Cr³⁺ + 4H₂O + 3[O] (Reaksi reduksi setara)

---

II-B. Contoh penyelesaian penyetaraan setengah reaksi redoks suasana basa menggunakan metode transfer [O].

Cl₂ → ClO₃^– (suasana basa)

1. (1) Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   Cl₂ → 2ClO₃^–
2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH^– pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
   Cl₂ + 2OH^– → 2ClO₃^–
3. (3) Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   Cl₂ + 2OH^– → 2ClO₃^– + H₂O
4. (4) Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   Cl₂ + 2OH^– + 5[O] → 2ClO₃^– + H₂O (Reaksi oksidasi setara)

==II.B==

MnO₂ → MnO₄^2– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   MnO₂ → MnO₄^2–
2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH^– pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
   MnO₂ + 2OH^– → MnO₄^2–
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   MnO₂ + 2OH^– → MnO₄^2– + H₂O
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   MnO₂ + 2OH^– + 3[O]→ MnO₄^2– + H₂O (Reaksi oksidasi setara)

==II.B==

Cr₂O₃ → CrO₄^2– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   Cr₂O₃ → 2CrO₄^2–
2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH^– pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
   Cr₂O₃ + 4OH^– → 2CrO₄^2–
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   Cr₂O₃ + 4OH^– → 2CrO₄^2– + 2H₂O
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   Cr₂O₃ + 4OH^– + 3[O]→ 2CrO₄^2– + 2H₂O (Reaksi oksidasi setara)

==II.B==

H₂O₂ → OH^– (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   H₂O₂ → OH^–
2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH^– pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
   H₂O₂ + OH^– → OH^–
3. (3) Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   H₂O₂ + OH^– → OH^– + H₂O
   H₂O₂ → H₂O
4. (4) Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   H₂O₂ → H₂O + [O] (Reaksi reduksi setara)

==II.B==

MnO₄^– → Mn²⁺ (suasana basa)

1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
   MnO₄^– → Mn²⁺
2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH^– pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
   MnO₄^– → Mn²⁺ + 3OH^–
3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H₂O pada ruas yang kekurangan H.
   MnO₄^– + 3/2 H₂O → Mn²⁺ + 3OH^– (× penyebut agar tidak terdapat koefisien berupa pecahan)
   2MnO₄^– + 3H₂O → 2Mn²⁺ + 6OH^–
4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
   2MnO₄^– + 3H₂O → 2Mn²⁺ + 6OH^– + 5[O] (Reaksi reduksi setara)