Kata Kunci • Bilangan oksidas

FeSO₄, Fe₂(SO₃)₃, KCrO₃, dan K₂Cr₂O₇? Biloks atom dalam senyawa ion poliatom dapat ditentukan dengan mudah jika Anda mengetahui muatan setiap ion.

Dalam senyawa FeSO₄, atom Fe dan S memiliki biloks lebih dari satu sehingga sukar menentukan biloksnya secara langsung. Akan tetapi, jika Anda mengetahui muatan setiap ion, misalnya ion Fe = 2+ dan ion SO₄ = 2– (aturan d) maka biloks Fe dan S dapat ditentukan. Agar lebih mudah, perhatikan reaksi penguraian FeSO₄ berikut.

FeSO₄(s)⎯⎯→Fe2+(aq)+SO₄2–(aq)

Menurut aturan b, biloks ion sama dengan muatannya maka biloks Fe = +2. Biloks S ditentukan dengan cara yang sama seperti pada contoh soal sebelumnya, hasilnya biloks S =+6. Jadi, biloks atom-atom dalam FeSO₄ adalah Fe = +2, S = +6, dan O =–2.

Menentukan Bilangan Oksidasi Atom dalam Senyawa Ion

Tentukan biloks setiap atom dalam senyawa dan ion berikut: NO₂, ClO₃ , NH₄+_.

Jawab

Dalam NO₂:

• Biloks total molekul NO₂ = 0 (aturan d)

• Biloks O dalam NO₂ = –2 (aturan c.3)

• Biloks N dalam NO₂ = {biloks N + 2(biloks O) = 0}

Jadi, biloks N dalam NO₂ = +4. Dalam ion ClO₃– _:

• Biloks total ion ClO₃– _{= –1 (aturan d)}

• Biloks O dalam ClO₃– _{= –2 (aturan c.3)}

• Biloks Cl dalam ClO₃– _{= {biloks Cl + 3(biloks O) = –1}}

Jadi, biloks Cl dalam ClO₃– _{= +5.}

Dalam ion NH₄+_:

• Biloks ion NH₄+ _{= +1 (aturand)}

• Biloks H dalam NH₄+ _{= +1 (aturan c.4)}

• Biloks N dalam NH₄+ _{= {biloks N + 4(biloks H)= +1}}

Jadi, biloks N dalam NH₄+ _{= –3.}

Menentukan Bilangan Oksidasi Atom dalam Senyawa Poliatom

Tentukan biloks atom-atom dalam Fe₂(SO₃)₃.

Jawab

Muatan ion dalam Fe₂(SO₃)₃ adalah

Fe3+ _{= 3+ dan SO}

32– = 2–

Biloks Fe = +3 (aturan 4)

Biloks total ion SO₃2– _{= –2 (aturan 4)}

Biloks O dalam SO₃2– _{= –2 (aturan 3.c)}

Biloks S dalam SO₃2– _{= {biloks S + 3(biloks O) = –2}.}

Jadi, biloks S dalam SO₃2– _{= +4.}

Kata Kunci

• Bilangan oksidasi • Muatan ion

Contoh 7.4

129

Reaksi Reduksi Oksidasi

2. Reaksi Reduksi Oksidasi dan Bilangan Oksidasi

Bagaimana bilangan oksidasi dapat menjelaskan reaksi redoks? Apa Anda cukup puas dengan konsep transfer elektron?

Tinjau reaksi antara SO₂ dan O₂ membentuk SO₃. Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

2SO₂(g) + O₂(g) ⎯⎯→ 2SO₃(g)

Jika dikaji berdasarkan konsep pengikatan oksigen maka reaksi tersebut adalah reaksi oksidasi. Jika dikaji berdasarkan transfer elektron maka Anda mungkin akan bingung, mengapa? Pada reaksi tersebut tidak terjadi transfer elektron, tetapi melalui penggunaan bersama pasangan elektron membentuk ikatan kovalen.

Oleh karena senyawa SO₃ merupakan senyawa kovalen (perhatikan

Gambar 7.4) maka reaksi tersebut tidak dapat dijelaskan dengan konsep

transfer elektron. Sesungguhnya, banyak reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengan transfer elektron maupun dengan pengikatan oksigen, di antaranya:

a) CO₂(g)+4H₂(g)⎯⎯→CH₄(g) + 2H₂O(A)

b) I₂(g)+3Cl₂(g)⎯⎯→2ICl₃(g)

c) Cu(s)+HNO₃(aq)⎯⎯→Cu(NO₃)₂(aq)+NO₂(g)+H₂O(A)

d) Na₂S₂O₃(aq)+2HCl(aq)⎯⎯→2NaCl(aq)+H₂O(A)+SO₂(g)+S(s)

Oleh karena banyak reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengan konsep pengikatan oksigen maupun transfer elektron maka para pakar kimia mengembangkan konsep alternatif, yaitu perubahan bilangan oksidasi. Menurut konsep ini, jika dalam reaksi bilangan oksidasi atom meningkat maka atom tersebut mengalami oksidasi. Sebaliknya, jika bilangan oksidasinya turun maka atom tersebut mengalami reduksi.

Berdasarkan konsep bilangan oksidasi, apakah reaksi SO₂ dan O₂ tersebut merupakan reaksi redoks? Untuk mengetahui suatu reaksi tergolong reaksi redoks atau bukan menurut konsep perubahan bilangan oksidasi maka perlu diketahui biloks dari setiap atom, baik dalam pereaksi maupun hasil reaksi. Biloks dari SO₂, O₂, dan SO₃ adalah 0 (aturan d). Biloks O dalam SO₂ dan SO₃ = –2 (aturan c.3) maka biloks S dalam SO₂ = +4 dan biloks S dalam SO₃ = +6. Secara diagram dapat dinyatakan sebagai berikut.

SO₂ + O₂ ⎯⎯→ SO₃

Berdasarkan diagram tersebut dapat disimpulkan bahwa:

a) atom S mengalami kenaikan biloks dari +4 menjadi +6, peristiwa ini disebut oksidasi;

b) atom O mengalami penurunan biloks dari 0 menjadi –2, peristiwa ini disebut reduksi.

Dengan demikian, reaksi tersebut adalah reaksi redoks.

Manakah reduktor dan oksidator pada reaksi di atas? Oleh karena molekul O₂ menyebabkan molekul SO₂ teroksidasi maka molekul O₂ adalah oksidator. Molekul O₂ sendiri mengalami reduksi akibat molekul SO₂ sehingga SO₂ disebut reduktor.

Rumus Lewis SO2

Rumus Lewis SO₃

Gambar 7.4

Rumus struktur lewis SO2 dan

SO3

Perhatikan reaksi redoks berikut: Sn+4HNO3⎯⎯→SnO2 + 4NO2 +H2O

Senyawa yang berperan sebagai reduktor adalah .... A. Sn B. HNO3 C. SnO2 D. NO2 E. H2O Pembahasan

Sn + 4HNO3→SnO2 + 4NO2 + 2H2O

Oksidator adalah N Reduktor adalah Sn Jadi, karena Sn menjadikan N mengalami reduksi maka Sn bertindak sebagai reduktor (A)

UMPTN 1999/B +5 +4 +4 0 Oksidasi reduksi

Mahir Menjawab

+4 +6 0 –2

3. Tata Nama Senyawa dan Biloks

Pada bab sebelumnya, Anda telah belajar tata nama senyawa biner dan senyawa poliatom. Tata nama tersebut berlaku untuk zat molekuler atau senyawa ion yang mengandung kation hanya memiliki satu harga muatan atau biloks logam golongan IA dan IIA.

Untuk kation-kation logam yang memiliki lebih dari satu harga biloks (khususnya unsur-unsur transisi), tata namanya ditambah angka romawi dalam tanda kurung yang menunjukkan harga biloks. Angka romawi tersebut tidak terpisahkan dari nama kationnya.

Reaksi Disproporsionasi

Apa yang dimaksud dengan reaksi disproporsionasi? Reaksi

disproporsionasi atau disebut juga reaksi swaredoks adalah suatu reaksi

yang mengalami oksidasi dan juga reduksi pada pereaksinya. Contoh:

Hidrogen peroksida dipanaskan pada suhu di atas 60°C dan terurai menurut persamaan reaksi berikut:

H₂O₂(A)⎯⎯→H₂O(A) + O₂(g)

Biloks atom O dalam H₂O₂ adalah –1 (aturan c.3). Setelah terurai berubah menjadi –2 (dalam H₂O) dan 0 dalam (O₂). Persamaan kerangkanya:

H₂O₂(l)⎯⎯→H₂O(l) + O₂(g)

Oleh karena molekul H₂O₂ dapat berperan sebagai oksidator dan juga reduktor maka reaksi tersebut dinamakan reaksi disproporsionasi atau reaksi swaredoks.

–1

–2

0

Walaupun biloks yang berubah hanya satu atom dalam molekul, tetapi yang disebut reduktor atau oksidator bukan atomnya, melainkan molekulnya.

Eventhough oxidation number changes for only one atom in a molecule, reductor or oxidator is used to mention its molecul not atom itself.

Note

Catatan

Reaksi Redoks Menurut Perubahan Bilangan Oksidasi

Tentukan manakah oksidasi dan reduksi serta reduktor dan oksidator pada reaksi berikut:

CO₂(g) + 4H₂(g)⎯⎯→CH₄(g) + 2H₂O(g)

Jawab

Tentukan biloks setiap atom.

Dalam CO₂, biloks O = –2 dan C = +4.

Dalam H₂, biloks H = 0

Dalam CH₄, biloks H = +1, dan C = –4

Dalam H₂O, biloks H = +1 dan O = –2

Atom C mengalami penurunan biloks dari +4 menjadi –4 (reduksi) dan atom H mengalami kenaikan biloks dari 0 menjadi +1 (oksidasi). Dalam bentuk diagram dapat dinyatakan sebagai berikut:

CO(g) + 4H₂(g) ⎯⎯→CH₄(g) + 2H₂O(g)

Sebagai reduktor adalah molekul H₂ dan sebagai oksidator adalah molekul CO₂.

+4 –4

0 +1

131

Reaksi Reduksi Oksidasi

Contoh:

SnCl₂ dan SnCl₄, keduanya memiliki unsur yang sama. Untuk

membedakan nama kedua senyawa itu, harga biloks timah disisipkan ke dalam nama menurut aturan sebelumnya (timah klorida).

Biloks Sn dalam SnCl₂ adalah +2 dan dalam SnCl₄ adalah +4. Jadi, nama kedua senyawa itu adalah

SnCl₂ : timah(II) klorida SnCl₄ : timah(IV) klorida

C.

Aplikasi Reaksi Reduksi Oksidasi

Secara kimia, reaksi redoks tidak berbeda dengan reaksi-reaksi kimia yang lain, tetapi dalam reaksi redoks ada perubahan bilangan oksidasi akibat perubahan muatan. Perubahan muatan ini disebabkan adanya transfer elektron dari satu atom ke atom lain. Jika transfer elektron ini dimanfaatkan akan menghasilkan energi listrik arus searah sebab aliran listrik tiada lain adalah aliran elektron.

1. Sel Volta Komersial

Sel Volta adalah sumber energi listrik siap pakai yang dikemas dalam bentuk dan ukuran sesuai kegunaan. Sel Volta terdiri atas elektrode (anode dan katode) tempat terjadinya reaksi redoks. Kedua elektrode ini dicelupkan ke dalam zat kimia yang berperan sebagai medium aliran listrik dan sebagai oksidator atau reduktor.

Umumnya, sel Volta komersial berupa sel kering baterai dan accumulator

(accu). Jenis baterai bermacam-macam di antaranya baterai seng-karbon,

baterai litium, dan baterai nikel-kadmium (nicad).

Kerjakanlah di dalam buku latihan.

Tes Kompetensi Subbab B

1. Dalam molekul apa atom S memiliki biloks sama dengan

nol?

2. Berapa biloks atom O dalam molekul ozon?

3. Berapa bilangan oksidasi Fe dalam senyawa FeCl₃ dan

FeS?

4. Berapa biloks total atom-atom dalam Mg(OH)₂,

Na₂SO₄, HSO₄– _{, SO}

42– , H2PO4– , dan PO43– ?

5. Tentukan bilangan oksidasi atom-atom berikut.

a. H₂O₂, Mg₃N₂, KO₂ b. Cr₂O₇2–_,Cr 2O3, CrO2 c. MnO₄–_{, MnO} 2, MnCl2 d. H₂SO₄, HClO₃, NaH

6. Tentukan biloks atom dalam senyawa poliatom berikut.

a. KCrO₃, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇

b. MnSO₄, MnO₂, KMnO₄

c. Cu(NO₃)₂, CuNO₂, (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂Fe(SO₄)₂

d. KSCN, CH₃OH, PbCO₃

7. Berdasarkan konsep perubahan bilangan oksidasi,

tentukan oksidasi dan reduksi serta oksidator dan reduktor dalam reaksi berikut.

a. 2HI(g)⎯⎯→H₂(g) + I₂(g)

b. 2H₂O(A)⎯⎯→2H₂(g) + O₂(g)

c. 2CO₂(g)⎯⎯→2CO(g) + O₂(g)

d. O₃(g) + NO(g)⎯⎯→O₂(g) + NO₂(g)

8. Tentukan bilangan oksidasi setiap atom dalam senyawa

berikut, kemudian tentukan reaksi yang tergolong swaredoks.

a. Cl₂(g) + H₂O(A)⎯⎯→HCl(aq) + HClO(aq)

b. 2HNO₃(aq) + 3Cu₂O(s)⎯⎯→6Cu(NO₃)₂(aq) +

2NO(g) + H₂O(A)

c. NH₃(g) + HCl(g) ⎯⎯→NH₄Cl(g)

d. 3Cu(s) + O₂(g)⎯⎯→Cu₂O(s) + CuO(s)

e. (NH₄)₂Cr₂O₇(s)⎯⎯→N₂(g)+4H₂O(g) +

Cr₂O₃(s)

9. Tuliskan tata nama senyawa-senyawa berikut.

a. Fe₂(SO₄)₃ dan FeSO₄

b. CuCl dan CuCl₂

c. MnSO₄, MnO₂, K₂MnO₄, KMnO₄

d. Cr₂O₃, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇

Kata Kunci