Reaksi Redoks Dalam Suasana Basa

Kata Kunci: redoks basa

Ditulis oleh Jim Clark pada 23-09-2004

Menyelesaikan soal persamaan setegah-reaksi dalam suasana basa lebih rumit daripada yang telah dijelaskan pada bagian-bagian sebelumnya. Disini akan dijelaskan bagaimana mengerjakan persamaan setengah-reaksi redoks dalam suasana basa, dan bagaimana menggabungkannya untuk mendapat persamaan ion yang lengkap.
Ketika mengerjakan setengah-reaksi seperti diatas, kita hanya dapat menambahkan:
* elektron
* air
* ion hidrogen (kecuali reaksi dalam suasana basa, dapat menambahkan ion hidroksida)
Ketika mengerjakan reaksi dalam suasana asam atau netral, urutan pengerjaannya biasanya:
* Menyetarakan atom, selain oksigen dan hidrogen.
* Menyetarakan oksigen dengan menambahkan molekul air.
* Menyetarakan hidrogen dengan menambahkan ion hidrogen.
* Menyetarakan muatan dengan menambahkan elektron.
Bagaimana perbedaan dengan reaksi dalam susana basa?
Permasalahan dalam pengerjaan ini adalah molekul air dan ion hidrogen yang ditambahkan untuk menyetarakan persamaan reaksi dalam suasana basa mengandung hidrogen dan oksigen.
Untuk menyetarakan oksigen, kita dapat menambahkan H₂O atau OH^- pada persamaan. Begitu juga ketika ingin menyetarakan hidrogen. Bagaimana kita tahu harus memulai dengan apa?
Dalam beberapa kasus, dapat jelas terlihat bagaimana mengerjakan soal menggunakan ion hidroksida. Tetapi jika tidak, kita dapat mengerjakan setengah-reaksi seperti pengerjaan reaksi dalam suasana asam yang telah dijelaskan sebelumnya, yaitu dengan menulis molekul air, ion hidrogen, dan elektron.
Ketika diperoleh setengah-reaksi yang setara, kita ubah persamaan tersebut dalam suasana basa. Untuk lebih jelas kita akan lihat contoh berikut.
Contoh
Persamaan reaksi dalam contoh ini mungkin belum anda kenal. Tetapi itu bukan masalah, yang penting adalah bagaimana mengerjakan persamaan reaksinya.
Oksidasi kobalt(II) menjadi kobalt(III) dengan hidrogen peroksida
Jika kita menambahkan larutan amonia berlebih ke dalam larutan mangandung ion kobalt(II), kita akan mendapat ion kompleks, ion heksaaminkobalt(II), Co(NH₃)₆²⁺. Ion ini dioksodasi dengan cepat oleh larutan hidrogen peroksida menjadi ion heksaaminkobalt(III),Co(NH₃)₆³⁺.
Larutan amonia, jelas, bersifat basa.
Setengah-reaksi untuk kobalt cukup mudah. Dimulai dengan menulis apa yang kita tahu dari soal.

Semua atom sudah setara, hanya muatan yang belum setara. Dengan menambah satu elektron pada sisi kanan akan menyetarakan muatan, yaitu 2+.

Setengah-reaksi hidrogen peroksida juga tidak terlalu sulit, kecuali kita belum tahu apa hasil reaksi dari hidrogen peroksida ini, jadi kita harus menebak. Persamaan akan setara jika kita buat 2 ion hidrogen pada sisi kanan.
Ini adalah contoh yang baik untuk kasus dimana kita dapat jelas melihat dimana harus menempatkan ion hidroksida.

Kemudian kita hanya perlu menambah 2 elektron pada sisi kiri untuk menyetarakan muatan.

Menggabungkan setengah-reaksi untuk mendapat persamaan reaksi
Yang telah kita dapat sejauh ini adalah:

Perkalian dan penjumlahan setengah reaksi:

Dan selesai, satu contoh yang mudah!
Oksidasi besi(II)hidroksida oleh udara
Jika kita menambah larutan natrium hidroksida ke dalam larutan senyawa besi(II), kita akan mendapat endapan hijau besi(II)hidroksida. Endapan ini cepat dioksidasi oleh oksigen dari udara manjadi endapan jingga-coklat besi(III)hidroksida.
Setengah-reaksi untuk besi(II)hidroksida sangat sederhana. Kita mulai dengan yang kita tahu dari soal.

Kita jelas perlu ion hidroksida lain pada sisi kiri. Ini bahkan lebih sederhana dan mudah dari contoh sebelumnya.

Untuk menyetarakan muatan, kita tambah satu elektron pada sisi kanan.

Setengah reaksi untuk oksigen tidak terlalu mudah. Kita tidak tahu apa hasil reaksi yang terbentuk.

Tidak pasti apakah kita perlu menyetarakan oksigen dengan molekul air atau ion hidroksida pada sisi kanan. Untuk soal ini, kita akan buat seolah-olah reaksi dalam suasana asam.
Pada kasus ini, kita hanya dapat menyetarakan oksigen dengan menambah molekul air pada sisi kanan.

Setarakan hidrogen dengan menambah ion hidrogen pada sisi kiri.

Lalu, setarakan muatan dengan menambah 4 elektron.

Sekarang kita dapat setengah reaksi yang setara. Permasalahannya kini, persamaan itu hanya jika dalam suasana asam. Reaksi yan gkita kerjakan adalah suasana basa, dengan ion hidroksida bukan ion hidrogen.
Jadi, kita harus menyingkirkan ion-ion hidrogen. Tambahkan ion hidroksida secukupnya padakedua sisi persamaan sehingga dapat menetralkan semua ion hidrogen. Karena persamaan ini telah setara, kita harus menambah ion hidroksida dalam jumlah yang sama pada kedua sisi untuk mempertahankan kesetaraannya.

Ion hidrogen dan ion hidroksida pada sisi kiri akan menjadi 4 molekul air.

Akhirnya, ada molekul air pada kedua sisi persamaan. Kita dapat meniadakan molekul air pada salah satu sisi.

Jangan lupa untuk memeriksa kembali bahwa semua penyetaraan telah diselesaikan.
Menggabungkan setengah-reaksi untuk mendapat persamaan reaksi
Dari sini, pengerjaan selanjutnya sama dengan yang sebelumnya telah kita kerjakan berulang-ulang. Kita telah mendapat dua setengah-reaksi:

Persamaan untuk besi harus terjadi 4 kali untuk dapat menyediakan elektron yang cukup bagi oksigen.

Perhatikan bahwa ion hidroksida pada masing-masing sisi saling meniadakan.

Reduksi ion manganat(VII) menjadi ion manganat(VI) oleh ion hidroksida
Reaksi ini agak tidak jelas, tetapi tidak terlalu sulit untuk dikerjakan dan disetarakan. Ion hidrogen tidak biasanya berperan sebagai reduktor (zat pereduksi).
Larutan ungu gelap kalium mannganat(VII) direduksi perlahan menjadi larutan hijau gelap kalium manganat(VI) oleh larutan kalium hidroksida. Dari reaksi ini juga dihasilakan gelembugn oksigen.
Setengah-reaksi untuk perubahan ion manganat(VII) menjadi ion manganat(VI) cukup mudah (tentu saja jika kita tahu rumus molekulnya).

Lalu bagaimana dengan ion hidroksida utnuk menghasilkan gas oksigen. Akan sangat sulit untuk mengerjakan setengah-reaksi secara langsung, kita akan buat dengan urutan yang biasa.
Tuliskan apa yang kita tahu dari soal, setarakan oksigen pada reaksi.

Setarakan hidrogen dengan menambah ion hidrogen.

Kemudian setarakan muatan.

Singkirkan ion hidrogen dengan menambah ion hidroksida dengan jumlah yang cukup pada kedua sisi persamaan.

Selesaikan persamaan diatas.

Menggabungkan setengah-reaksi untuk mendapat persamaan reaksi

Sejauh ini, yang telah kita dapat adalah:


Reaksi mangan harus terjadi 4 kali untuk menghabiskan 4 elektron yang dihasilkan dari persamaaan setengah-reaksi hidroksida.

Persamaan kimia ini mungkin belum anda kenal, tetapi mengerjakannya tidak terlalu sulit!
Oksidasi kromium(III) menjadi kromium(VI)
Jika kita menambahkan larutan natium hidroksida berlebih ke dalam larutan yang mengandung ion kromium(III), kita akan mendapat larutan hijau gelap yang mengandung ion kompleks heksahidroksokromat(III), Cr(OH)₆^3-.
Zat ini dapat dioksidasi menjadi ion kromat(VI), CrO₄^2-, yang berwarna kuning terang, dengan memanaskannya dengan larutan hidrogen peroksida.
Kita tadi telah mengerjakan setengah-reaksi hidrogen peroksida yang berperan sebagai oksidator dalam suasana basa.

Jadi, sekarang kita hanya perlu mengerjakan setengah-reaksi ion kromium. Yang kita tahu dari soal adalah:

Pada soal ini pun tidak jelas dimana harus menempatkan ion hidroksida atau molekul air, jadi kita kerjakan seolah-olah dalam suasana asam. Dengan cara ini, kita mulai dengan menyetarakan oksigen dengan menambah molekul air
.
Untuk mendapat 6 oksigen pada tiap sisi, kita perlu dua air pada sisi kanan.

Lalu setarakan hidrogen dengan menambah ion hidrogen.

Dan setarakan muatan dengan menambah elektron.

Akhirnya, ubah dari suasana asam menjadi suasana basa dengan menambah ion hidrogen dengan jumlah yang cukup pada kedua sisi untuk mengubah ion hidrogen menjadi air.

Dan selesaikan persamaan.

Menggabungkan setengah-reaksi untuk mendapat persamaan reaksi
Kedua setengah reaksi yang kita dapat adalah:


Jika kita mengali satu persamaan dengan 3 dan yang lain dengan 2, akan menghasilkan total elektron yang ditransfer adalah 6.

Akhirnya, selesaikan ion hidrogen yang ada pada kedua sisi sehinga menghasilkan persamaan ion akhir.