Reaksi Redoks Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Reaksi Redoks Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi –  Pada topik sebelumnya, kalian telah belajar tentang konsep reaksi redoks sebagai reaksi pengikatan dan pelepasan oksigen dan serah terima elektron. Konsep reaksi ini cocok untuk menjelaskan reaksi redoks yang terjadi pada senyawa-senyawa ion. Lantas, bagaimana untuk reaksi redoks yang melibatkan senyawa kovalen? Apakah konsep tersebut dapat digunakan? Untuk tahu jawabannya, yuk simak topik ini dengan saksama.

Reaksi Redoks Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Tahukah Kamu?

Pada proses pembentukan senyawa kovalen, tidak terjadi perpindahan elektron. Perhatikan contoh berikut ini.

N₂ (g) + 2O₂ (g) → 2 NO₂ (g) 2H₂ (g) + O₂ (g) → 2H₂O (g)

          Menurut konsep pengikatan dan pelepasan oksigen, kedua reaksi di atas termasuk reaksi oksidasi karena keduanya melibatkan pengikatan oksigen. Akan tetapi, reaksi tersebut tidak dapat dengan mudah dijelaskan menggunakan konsep serah terima elektron karena keduanya merupakan senyawa kovalen dengan penggunaan bersama pasangan elektron.

          Dalam berbagai reaksi redoks yang melibatkan spesi yang kompleks, kadang tidak mudah untuk menentukan atom yang melepas elektron dan atom yang menangkap elektron. Perhatikanlah reaksi redoks berikut.

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + H₂C₂O₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2CO₂ + 4H₂O

          Pada reaksi di atas, kita tidak bisa dengan mudah mengenali unsur yang melepas elektron (mengalami oksidasi) dan unsur yang menangkap elektron (mengalami reduksi).

          Atas dasar permasalahan tersebut, munculah konsep reaksi redoks berdasarkan perubahan bilangan oksidasi. Reaksi redoks yang sukar dijelaskan dengan konsep pengikatan dan pelepasan oksigen atau dengan konsep serah terima elektron, dapat dengan mudah dijelaskan dengan menggunakan konsep perubahan bilangan oksidasi yang akan kita pelajari pada topik ini.

◘◘◘◘ BILANGAN OKSIDASI ◘◘◘◘

Bilangan oksidasi (biloks) suatu unsur adalah bilangan yang dimiliki suatu unsur dalam membentuk senyawa yang dapat bernilai positif, negatif maupun nol. Bilangan oksidasi memiliki aturan tertentu seperti berikut.

Deret unsur berdasarkan keelektronegatifannya

Logam < H < P < C < S < I < Br < Cl < N < O < F

Unsur yang posisinya lebih kiri akan mempunyai biloks positif. Sementara itu, unsur yang posisinya lebih kanan akan mempunyai biloks negatif.

ATURAN BILANGAN OKSIDASI

1. Bilangan oksidasi unsur bebas (tidak bersenyawa) adalah nol.

Contoh:

Atom Na, Cu, Fe, O pada O₂, N pada N₂, S pada S₈, dan P pada P₄ memiliki biloks nol (0) karena merupakan unsur bebas.

2. Bilangan oksidasi ion tunggal adalah sama dengan muatan ion tersebut.

Contoh:

Pada ion Cu²⁺ , biloks atom Cu = +2.

Pada ion Fe³⁺ , biloks atom Fe = +3.

3. Jumlah bilangan oksidasi seluruh atom-atom dalam suatu senyawa netral adalah nol.

Contoh:

Pada senyawa H₂O, jumlah biloks dari 2 atom H + 1 atom O = 0.

4. Jumlah bilangan oksidasi seluruh atom-atom dalam suatu senyawa ion adalah sama dengan muatan ion tersebut.

Contoh:

Pada ion SO₄^2- , jumlah biloks dari 1 atom S + 4 atom O = -2.

Pada ion NH₄⁺ , jumlah biloks dari 1 atom N + 4 atom H = +1.

5. Unsur-unsur tertentu mempunyai bilangan oksidasi tertentu dalam membentuk suatu senyawa.

Contoh:

Atom hidrogen (H) di dalam senyawa umumnya memiliki biloks +1, kecuali dalam hidrida logam. Pada hidrida logam seperti NaH, LiH, CaH₂, MgH₂, dan AlH₃, atom hidrogen memiliki biloks -1.

Atom oksigen (O) di dalam senyawa umumnya memiliki biloks -2, kecuali dalam senyawa peroksida dan superoksida. Pada senyawa peroksida seperti H₂O₂, Na₂O₂, dan BaO₂, atom oksigen memiliki biloks -1. Pada superoksida (OF₂) oksigen memiliki biloks +2.

Atom-atom golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs, dan Fr) dalam senyawa selalu mempunyai bilangan oksidasi +1.

Atom-atom golongan IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) dalam senyawa selalu mempunyai bilangan oksidasi +2.

Atom-atom golongan IIIA (B, Al, Ga) dalam senyawa selalu mempunyai bilangan oksidasi +3.

◘◘◘◘ Reaksi Redoks Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi ◘◘◘◘

Perubahan bilangan oksidasi menandakan adanya perubahan jumlah elektron pada unsur, baik dalam senyawa ionik maupun senyawa kovalen polar. Berikut ini contoh reaksi redoks berdasarkan perubahan biloks.

MnO₂ (s) + HCl (aq) → MnCl₂ (aq) + Cl₂ (g) + H₂O (l)

          Untuk menentukan unsur yang mengalami oksidasi dan unsur yang mengalami reduksi, digunakan perhitungan bilangan oksidasi unsur seperti berikut ini.

Reaksi oksidasi : Cl^– → Cl₂
                             -1        0
Biloks Cl bertambah
Reaksi oksidasi : MnO₂ → Mn²⁺
                             +4            +2
Biloks Mn berkurang

          Persamaan reaksi readoksnya dapat ditulis secara lengkap sebagai berikut.

          Pada contoh di atas, klor mengalami oksidasi (pertambahan bilangan oksidasi), sedangkan mangan mengalami reduksi (penurunan bilangan oksidasi). Penggunaan bilangan oksidasi pada reaksi redoks lainnya dapat dilihat pada contoh di bawah ini.

Dari beberapa reaksi tersebut, dapat kita simpulkan bahwa:

• Oksidator = zat yang mengalami reduksi (mengalami penurunan bilangan oksidasi)
• Reduktor = zat yang mengalami oksidasi (mengalami pertambahan bilangan oksidasi)