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

Selasa, 29 Desember 2020 edit

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.
    N22NO3

  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===

PO43– → P4 (suasana asam)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    4PO43– → P4

  2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan O.
    4PO43– → P4 + 16H2O

  3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H+ pada ruas yang kekurangan H.
    4PO43– + 32H+ → P4 + 16H2O

  4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
    4PO43– + 32H+ + 20e → P4 + 16H2O (Reaksi reduksi setara)

===I.A===

S2O32– → SO42– (suasana asam)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    S2O32–2SO42
  2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan O.
    S2O32– + 5H2O → 2SO42
  3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H+ pada ruas yang kekurangan H.
    S2O32– + 5H2O → 2SO42 + 10H+
  4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
    S2O32– + 5H2O → 2SO42– + 10H+ + 8e (Reaksi oksidasi setara)

===I.A===

Cr2O72– → Cr3+ (suasana asam)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    Cr2O72–2Cr3+
  2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan O.
    Cr2O72– → 2Cr3+ + 7H2O
  3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H+ pada ruas yang kekurangan H.
    Cr2O72– + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O
  4. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
    Cr2O72– + 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.
    Cl22ClO3
  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 → MnO42– (suasana basa)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    MnO2 → MnO42– (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 → MnO42–
  3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H+ pada ruas yang kekurangan H.
    MnO2 + 2H2O → MnO42– + 4H+
  4. Menetralkan jumlah atom H+ dengan menambahkan sejumlah OH pada kedua ruas.
    MnO2 + 2H2O + 4OH → MnO42– + 4H+ + 4OH
  5. Menggabungkah H+ dengan OH bila ia ada dalam satu ruas menjadi H2O.
    MnO2 + 2H2O + 4OH → MnO42– + 4H2O
  6. Mengeliminasi H2O bila muncul pada kedua ruas.
    MnO2 + 2H2O – 2H2O + 4OH → MnO42– + 4H2O – 2H2O
    MnO2 + 4OH → MnO42– + 2H2O
  7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
    MnO2 + 4OH → MnO42– + 2H2O + 2e (Reaksi oksidasi setara)

===I.B===

Cr2O3 → CrO42– (suasana basa)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    Cr2O32CrO42–
  2. Menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan O.
    Cr2O3 + 5H2O → 2CrO42–
  3. Menyetarakan jumlah atom H dengan menambahkan H+ pada ruas yang kekurangan H.
    Cr2O3 + 5H2O → 2CrO42– + 10H+
  4. 4. Menetralkan jumlah atom H+ dengan menambahkan sejumlah OH pada kedua ruas.
    Cr2O3 + 5H2O + 10OH → 2CrO42– + 10H+ + 10OH
  5. Menggabungkah H+ dengan OH bila ia ada dalam satu ruas menjadi H2O.
    Cr2O3 + 5H2O + 10OH → 2CrO42– + 10H2O
  6. Mengeliminasi H2O bila muncul pada kedua ruas.
    Cr2O3 + 5H2O – 5H2O + 10OH → 2CrO42– + 10H2O – 5H2O
    Cr2O3 + 10OH → 2CrO42– + 5H2O
  7. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah e pada ruas yang lebih positif atau kurang negatif.
    Cr2O3 + 10OH → 2CrO42– + 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 + H2O2OH + 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==

PO43– → P4 (suasana asam)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    4PO43– → P4
  2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H+ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
    4PO43– + 12H+ → P4
  3. (3) Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan H.
    4PO43– + 12H+ → P4 + 6H2O
  4. (4) Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
    4PO43– + 12H+ → P4 + 6H2O + 10[O] (Reaksi reduksi setara)

==II.A==

S2O32– → SO42– (suasana asam)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    S2O32– → 2SO42–
  2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H+ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
    S2O32– → 2SO42– + 2H+
  3. (3) Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan H.
    S2O32– + H2O → 2SO42– + 2H+
  4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
    S2O32– + H2O + 4[O] → 2SO42– + 2H+ (Reaksi oksidasi setara)

==II.A==

Cr2O72– → Cr3+ (suasana asam)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    Cr2O72– → 2Cr3+
  2. (2a) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah H+ pada ruas yang lebih negatif atau atau kurang positif.
    Cr2O72– + 8H+ → 2Cr3+
  3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan H.
    Cr2O72– + 8H+ → 2Cr3+ + 4H2O
  4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
    Cr2O72– + 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 → MnO42– (suasana basa)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    MnO2 → MnO42–
  2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
    MnO2 + 2OH → MnO42–
  3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan H.
    MnO2 + 2OH → MnO42– + H2O
  4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
    MnO2 + 2OH + 3[O]→ MnO42– + H2O (Reaksi oksidasi setara)

==II.B==

Cr2O3 → CrO42– (suasana basa)

  1. Menyetarakan jumlah atom selain O/H bila ada atom selain O/H yang belum setara.
    Cr2O3 → 2CrO42–
  2. (2b) Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan sejumlah OH pada ruas yang lebih positif atau atau kurang negatif.
    Cr2O3 + 4OH → 2CrO42–
  3. Penyetaraan jumlah atom H dengan cara menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan H.
    Cr2O3 + 4OH → 2CrO42– + 2H2O
  4. Penyetaraan jumlah atom O dengan menambahkan atom O pada ruas yang kekurangan O.
    Cr2O3 + 4OH + 3[O]→ 2CrO42– + 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)

Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2021 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info