Penyetaraan Reaksi Redoks

Penyetaraan persamaan reaksi redoks berbeda dengan penyetaraan reaksi biasa yang lengkap, karena biasanya dalam reaksi redoks, hanya diberikan spesi-spesi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi saja, sehingga tugas kita adalah menambahkan spesi lain yang dapat melengkapi persamaan reaksi redoks tersebut sehingga lebih sempurna.

Metode penyetaraan persamaan reaksi redoks ada dua macam yaitu metode perubahan bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi. Berikut ini akan dibahas masing-masing.

1. Metode Perubahan Bilangan Oksidasi (PBO)

Metode ini merupakan metode yang relatif lebih praktis, akan tetapi membutuhkan ketelitian yang tinggi. Metode perubahan bilangan oksidasi didasarkan pada pengertian bahwa total penambahan bilangan oksidasi dari reduktan sama dengan total pengurangan bilangan oksidasi dari oksidan.

Karena reaksi kimia dapat dilangsungkan dalam suasana asam dan basa, maka metode penyetaraan pun harus mempertimbangkan suasana larutannya. Jadi, kita akan menyetarakan reaksi redoks dalam dua jenis suasana (asam dan basa).

Berikut ini langkah-langkah yang harus ditempuh dalam penyetaraan reaksi dengan metode perubahan bilangan oksidasi :

1. Tentukan bilangan oksidasi masing-masing unsur (biasanya selain H dan O)
2. Setarakan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
3. Tentukan jumlah total bilangan oksidasi masing-masing unsur, dan tentukan perubahan bilangan oksidasinya
4. Samakan jumlah bilangan oksidasi yang naik dan yang turun dengan menggunakan nilai KPK-nya, dan jadikan faktor pengalinya sebagai koefisien bagi unsur yang bersangkutan
5. Hitung muatan total masing-masing lajur. Tambahkan ion H⁺ pada lajur yang kelebihan muatan negatif (suasana asam). Atau tambahkan ion OH^- pada lajur yang kekurangan ion negatif (suasana basa).
6. Tambahkan H₂O pada lajur yang kekurangan atom H (hidrogen)

Sebagai contoh, setarakan persamaan reaksi berikut ini :

MnO + PbO₂ —> MnO₄^- + Pb²⁺

Tentukan bilangan oksidasi unsur-unsur yang berubah biloksnya (biasanya selain H dan O). Kita dapatkan :

Setarakan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Karena sudah setara, kita kasih aja masing-masing koefisien 1. Jika berbeda, maka setarakan terlebih dahulu seperti penyataraan reaksi biasa. Ingat, hanya unsur-unsur yang berubah biloksnya yang disetarakan, yang tidak berubah biloksnya tidak perlu disetarakan pada langkah ini.

Tentukan jumlah bilangan oksidasi total masing-masing unsur, dan tentukan perubahan bilangan oksidasinya

Samakan jumlah bilangan oksidasi yang naik dan yang turun dengan menggunakan nilai KPK-nya, dan jadikan faktor pengalinya sebagai koefisien bagi unsur yang bersangkutan

Hitung muatan total masing-masing lajur. Di sebelah kiri, semua spesinya tidak bermuatan, maka muatan totalnya adalah nol, sedangkan di sebelah kanan, ada yang bermuatan -1, dan ada yang bermuatan +2. Masing-masing spesi dikalikan koefisiennya, kemudian dihitung muatan totalnya, maka didapat :

Tambahkan ion H⁺ pada lajur yang kelebihan muatan negatif (suasana asam). 

Tambahkan H₂O pada lajur yang kekurangan atom H (hidrogen)

Selesai sampai di sini untuk suasana asam.

Untuk suasana basa, ada banyak cara. Cara yang terbaik adalah dengan membuat cara asam terlebih dahulu seperti contoh di atas, kemudian tambahkan OH^- sejumlah H⁺ yang ada pada masing-masing lajur

H⁺ + OH^- = H₂O

eliminasi H₂O di kedua lajur. Hasilnya seperti ini

2. Metode Ion Elektron (Setengah Reaksi)

Setelah kita pada edisi sebelumnya menyetarakan persamaan reaksi redoks menggunakan metode PBO (Perubahan Bilangan Oksidasi), maka kali ini kita akan mencoba membahas penyetaraan reaksi redoks metode ion-elektron (setengah reaksi).

1. Bagi persamaan reaksi menjadi dua, yang satu adalah reaksi oksidasi dan yang lain adalah reaksi reduksi
2. Untuk suasana asam, masing-masing persamaan setengah reaksi disetarakan dengan urutan :
   a. Setarakan jumlah atom unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
   b. Setarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O di ruas yang kekurangan O
   c. Setarakan jumlah atom H dengan menambahkan ion H⁺ pada ruas yang kekurangan H
   d. Setarakan jumlah muatan, dengan menambahkan elektron pada ruas yang kelebihan muatan positif
3. Gabungkan kembali kedua persamaan setengah reaksi, samakan jumlah elektron yang keluar dan masuk
4. Eleminasi elektron dan spesi-spesi lain yang ada di lajur yang berseberangan

Sekarang kita akan mencoba menyetarakan persamaan reaksi menggunakan cara setengah reaksi dalam suasana asam. Contoh reaksi :

Langkah I : Bagi persamaan reaksi menjadi dua yaitu, setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi. (kita tidak perlu menentukan reaksi mana yang merupakan oksidasi dan reaksi mana yang merupakan reduksi) :

SO₂ --> HSO₄^-

Cr₂O₇^2- --> Cr³⁺

Langkah II : Masing-masing setengah reaksi disetarakan dengan urutan sebagai berikut :

a. Setarakan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi (jika ada). Untuk kasus diatas, hanya Cr yang perlu disetarakan
b. Setarakan jumlah atom O dengan menambahkan H₂O di ruas yang kekurangan O. Untuk setengah reaksi S (belerang), tambahkan 2 H₂O di lajur kiri, untuk setengah reaksi Cr (krom), tambahkan 7H₂O di lajur kanan.
c. Setarakan jumlah atom H dengan menambahkan ion H⁺ pada ruas yang kekurangan H
d. Setarakan jumlah muatan dengan menambahkan elektron pada ruas yang kelebihan muatan positif

Langkah III : Setarakan jumlah elektron masing-masing persamaan setengah reaksi.

Karena setengah reaksi I (reduksi) menangkap 2 elektron, sedangkan setengah reaksi II (oksidasi) melepas 10 elektron, maka setengah reaksi I dikali 5, sedangkan setengah reaksi II dikali 1.

Perhatikan, spesi-spesi yang dicetak tebal adalah spesi-spesi yang dieliminasi seluruhnya atau sebagiannya karena terletak di dua lajur yang berlawanan.

Cara di atas digunakan untuk menyetarakan persamaan reaksi redoks pada suasana asam. Bagaimana dengan suasana basa? 

Cara yang paling akurat untuk menyetarakan reaksi pada suasana basa adalah seperti pada penyetaraan metode PBO, yaitu selesaikan dahulu menggunakan metode pada suasana asam, baru kemudian tambahkan OH^- di lajur kiri dan lajur kanan sejumlah H⁺ yang ada. Lihat kembali pada penyetaraan metode PBO 

Akan tetapi, ada juga cara lain untuk menyetarakan persamaan reaksi menggunakan metode setengah reaksi pada suasana basa. Namun, ujung-ujungnya tetap saja kita harus menguasai cara pada suasana asam terlebih dahulu. Berikut ini caranya :

Pertama-tama, kita terlebih dahulu membuat cara suasana asamnya, hanya sekedar untuk melihat jumlah ion H⁺ yang terlibat. Ketika sudah didapatkan jumlah ion H⁺ yang terlibat, maka untuk suasana basa, tinggal ganti ion H⁺ menjadi ion OH^- dengan jumlah yang sama namun pada lajur yang berlawanan. Berikut ini contohnya. Selesaikan persamaan reaksi berikut dalam suasana basa :

CrO₄^2- + C₂H₄ → Cr₂O₃ + C₂H₆O₂

Jawab : seperti biasa, pertama-tama, buatlah persamaan setengah reaksi masing-masing. Untuk ½ reaksi pertama (CrO₄^2- → Cr₂O₃ ), cara basa diatas dapat digunakan karena tidak ada spesi yang mengandung atom H. Sementara itu, untuk ½ reaksi kedua (C₂H₄ → C₂H₆O₂), harus dibuat terlebih dahulu catatan kecil penentuan ion H⁺ dalam suasana asam untuk mengetahui jumlah ion H⁺ yang dibutuhkan, kemudian baru tentukan jumlah ion OH^- sejumlah ion H⁺ yang terlibat . Berikut ini caranya :

Selanjutnya, setarakan jumlah elektron masing-masing ½ persamaan reaksi

Jadi, Persamaan reaksi setaranya adalah :

2 CrO₄^2- + 3 C₂H₄ + 5 H₂O → Cr₂O₃ + 3 C₂H₆O₂ + 4 OH^-

Sumber: http://chem-misteri.blogspot.com/2014/09/cara-menyetarakan-persamaan-reaksi.html
http://chem-misteri.blogspot.com/2014/09/cara-menyetarakan-persamaan-reaksi_14.html